Java集合框架（三）—— List、ArrayList、Vector、Stack

• List接口

　　List集合代表一个有序集合，集合中每一个元素都有其对应的顺序索引。List集合容许使用重复元素，可以通过索引来访问指定位置的集合对象。

• ArrayList和Vector实现类

　　ArrayList和Vector做为List的类的两个典型实现，完全支持list集合的全部功能。

　　ArrayList和Vector类都是基于数组实现的List类，所以ArrayList和Vector类封装了一个动态再分配的Object[]数组。每个ArrayList或Vector对象有一个capacity属性，这个capacity表示它们所封装的Object[]数组的长度。当向ArrayList或Vector中添加元素时，它们的capacity会自动增加。

　　对于通常编程场景，程序员无须关心ArrayList或Vector的capacity属性。但如果向ArrayList集合或Vector集合中添加大量元素时，可使用ensureCapacity方法一次性地增加capacity。这可以减少增加重分配的次数，从而提高性能。

　　如果开始就知道ArrayList或Vector需要保存多少个元素，则可以在创建该它们时就指定它们的capacity大小。如果创建空的ArrayList和Vector时不指定capacity属性，该属性默认为10。

　　除此之外，ArrayList和Vector还提供了如下两个方法来操作capacity属性：

　　　　void ensureCapacity(int minCapacity);  将ArrayList或Vector集合的capacity增加minCapacity。

　　　　void trimToSize();   调整ArrayList或Vector集合的capacity为列表当前大小。程序可调用该方法来减少ArrayList或Vector集合对象存储空间。

　　ArrayList和Vector在用法上几乎完全相同，但由于Vector是一个古老的集合(从JDK1.0就有了)，最开始的时候，Java没有提供系统的集合框架，所以Vector里面提供一些方法名很长的方法：例如addElement(Object obj);实际上这个方法与add(Object obj)没有任何区别。从JDK1.2之后，Java提供了系统的集合框架，就将Vector改为实现List接口，做为List的实现之一，从而导致Vector里面有一些功能重复的方法。

　　除此之外，ArrayList和Vector的显著区别是；ArrayList是线程不安全的，当多条线程访问同一个ArrayList集合时，如果有超过一条线程修改了ArrayList集合，则程序必须受到保证该集合的同步性。但Vector是线程安全的，无须程序保证该集合的同步性。因为Vector是线程安全的，所以Vector的性能要比ArrayList的效率要低。实际上即使需要保证list集合线程安全，同样不推荐使用Vector实现类，而是使用Collections工具类，它可以将一个ArrayList变的线程安全。

　　Vector还提供了一个Stack子类，它用于模拟了“栈”这种数据结构，“栈”通常是指“后进先出”的容器。最后“push”进栈的元素，将最先被“pop”出栈。与Java中其他集合一样，进栈出栈的都是Object。

　　　　Object peek();   //返回“栈”的第一个元素，但并不将该元素“pop”出栈。

　　　　Object pop();    //返回“栈”的第一个元素，并将该元素“pop”出栈。

　　　　void push(Object obj);    //将一个元素“push”进栈，最后一个进“栈”的元素总是位于“栈”顶。

public class Test {
    public static void main(String[] args){
        Stack<Integer> s = new Stack<Integer>();
        s.push(6);
        s.push(5);
        s.push(4);
        //输出:[6, 5, 4]
        System.out.println(s);
        //访问第一个元素，但并不将其pop出栈，输出:4
        System.out.println(s.peek());
        //pop出第一个元素，输出：4
        System.out.println(s.pop());
        //输出: [6, 5]
        System.out.println(s);
    }
}

• 固定长度的List

　　我们知道有一个操作数组的工具类：Arrays，该工具类里提供了asList(Object...  a)方法，该方法可以把一个数组或指定个数的对象转换成一个List集合，这个List集合既不是ArrayList实现类的实例，也不是Vector实现类的实例，而是Arrays的内部类ArrayList的实例。

　　Arrays.ArrayList是一个固定长度的List集合，程序只能遍历访问该集合里的元素，不可增加、删除该集合里的元素。如下：

 public class Test {
    public static void main(String[] args){
        String str[] = {"北京", "上海", "深圳"};
        List<String> list = Arrays.asList(str);
        for(String s : list){
            System.out.println(s);
        }
        //以下两句都将引起错误java.lang.UnsupportedOperationException
        list.add("南京");
        list.remove(0);
    }
}

 　　上面最后两行代码对于普通List集合完全正常，但如果试图通过这两个方法来增加、删除Arrays.ArrayList集合里的元素，将会引发异常。所以上面代码在编译时完全正常，但在运行时抛出java.lang.UnsupportedOperationException异常。