235. Java 集合 - 深入理解 Collection 扩展 —— List 接口 - 指南

文章目录

• 235. Java 集合 - 深入理解 Collection 扩展 —— List 接口
• List 接口的两个关键特性
• 简单示例
• List 接口的主要实现类
• ❓ 该选 `ArrayList` 还是 `LinkedList`？
• • • 为什么 ArrayList 通常更快？
    • 什么时候用 LinkedList 更合适？
• ️ 示例对比：ArrayList vs LinkedList
• • • 1. ArrayList 示例
    • 2. LinkedList 示例
• ️ 总结：选型建议

235. Java 集合 - 深入理解 Collection 扩展 —— List 接口

在 Collection 框架中，List 是一个非常重要的子接口，它在基本集合（Collection）之上，带来了两大核心增强功能：

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List 接口的两个关键特性

1. 元素顺序有保障
   • 在 List 中，元素的顺序永远是确定的！
   • 遍历时，元素的顺序和它们被添加的顺序一致。
2. 元素有索引（Index）
   • List 中的每个元素都有一个整型索引（从0开始），可以通过索引高效地访问和操作元素。

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简单示例

import java.util.List;
public class ListDemo {
public static void main(String[] args) {
List<String> fruits = List.of("Apple", "Banana", "Cherry");
  System.out.println("First element: " + fruits.get(0));  // Apple
  System.out.println("Second element: " + fruits.get(1)); // Banana
  for (int i = 0; i < fruits.size(); i++) {
  System.out.println("fruits[" + i + "] = " + fruits.get(i));
  }
  }
  }

️ 输出：

First element: Apple
Second element: Banana
fruits[0] = Apple
fruits[1] = Banana
fruits[2] = Cherry

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List 接口的主要实现类

Java标准库提供了两个常用的 List 实现：

实现类	底层结构	特点
ArrayList	动态数组（Array）	查询快，增删慢（需要移动元素）
LinkedList	双向链表（Doubly Linked List）	插入删除快（前后指针调整），查询慢

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❓ 该选 ArrayList 还是 LinkedList？

大多数情况下，推荐默认使用 ArrayList。
原因如下：

为什么 ArrayList 通常更快？

• 现代硬件（CPU缓存技术）让数组的访问非常高效。
• 访问元素时，ArrayList 是连续内存，可以快速定位并加载数据。
• 相比之下，LinkedList 在遍历时需要不断指针跳转（Pointer Chasing），容易产生缓存未命中（Cache Miss），导致访问速度慢。

什么时候用 LinkedList 更合适？

虽然 ArrayList 通常更快，但在某些场景下，LinkedList 仍然有优势：

• 需要频繁在头尾插入/删除元素时（比如模拟栈（LIFO）或队列（FIFO）结构）
• 例如：
  • addFirst()
  • removeFirst()
  • addLast()
  • removeLast()

这些操作在 LinkedList 中只需修改指针，效率非常高，而在 ArrayList 中需要整体移动元素。

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️ 示例对比：ArrayList vs LinkedList

1. ArrayList 示例

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class ArrayListExample {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = new ArrayList<>();
  list.add("one");
  list.add("two");
  list.add("three");
  System.out.println(list.get(1)); // 快速读取索引1的元素
  }
  }

特点：快速随机访问，但在开头插入或删除元素会比较慢（需要移动后续元素）。

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2. LinkedList 示例

import java.util.LinkedList;
public class LinkedListExample {
public static void main(String[] args) {
LinkedList<String> queue = new LinkedList<>();
  queue.addFirst("first");
  queue.addLast("last");
  System.out.println(queue.removeFirst()); // 快速移除第一个元素
  }
  }

特点：快速头尾操作，适合实现队列或栈结构。

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️ 总结：选型建议

场景	建议实现
需要频繁按索引访问元素	ArrayList
需要频繁在开头或末尾插入/删除元素	LinkedList
绝大多数常规场景	优先选择 ArrayList

✅ 一句话记忆：

“遍历、随机访问选 ArrayList，头尾操作选 LinkedList。”