Java List相關操作

一、List簡介

在Java編程中，List是最常用的一種集合類型之一。List是一個可以容納多個元素的有序集合，其中的元素可以按照插入順序存儲，也可以根據索引進行訪問。List中允許出現重複元素。下面是List的常用操作。

二、List的創建與初始化

在Java中，可以通過多種方式創建List對象。最常用的方法是使用ArrayList和LinkedList類來創建一個空的List，可以根據需要傳遞一個初始容量。

示例代碼：

// 創建一個空的ArrayList
List<String> strList = new ArrayList<>();

// 創建一個有5個元素的ArrayList
List<Integer> intList = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
    intList.add(i);
}

// 創建一個空的LinkedList
List<String> linkedList = new LinkedList<>();

三、List的插入和刪除

向List中插入元素的方法是add()，可以在指定的位置插入元素，也可以在List的末尾添加元素。從List中刪除元素的方法是remove()，可以根據元素的值或者索引進行刪除操作。

示例代碼：

// 向List末尾添加一個元素
strList.add("abc");

// 在指定位置插入一個元素
intList.add(1, 10);

// 根據元素的值刪除List中的元素
strList.remove("abc");

// 根據索引刪除List中的元素
intList.remove(3);

四、List的遍歷與查找

遍歷List中的所有元素並訪問它們是一項基本操作，通常使用for-each循環和forEach()方法來實現。在查找特定元素時，可以使用indexOf()或lastIndexOf()方法來查找元素在List中的位置。

示例代碼：

// 使用for-each循環遍歷List中的元素
for (String str : strList) {
    System.out.println(str);
}

// 使用forEach()方法遍歷List中的元素
intList.forEach(System.out::println);

// 查找特定元素在List中的位置
int index = intList.indexOf(3);

五、List的排序

List支持對其中的元素進行排序操作，可以使用Collections類中的sort()方法對List進行升序或降序排序。如果List中的元素是自定義類型，需要實現Comparable接口或Comparator接口來指定排序規則。

示例代碼：

// 對List進行升序排序
Collections.sort(intList);

// 對List進行降序排序
intList.sort(Collections.reverseOrder());

// 自定義排序規則
class CustomComparator implements Comparator<String> {
    @Override
    public int compare(String o1, String o2) {
        return o1.length() - o2.length();
    }
}
List<String> strList = Arrays.asList("abc", "defg", "hijkl");
strList.sort(new CustomComparator());

六、List的線程安全問題

像ArrayList和LinkedList這樣的List實現是非線程安全的，多個線程同時修改一個List對象可能會出現異常情況。為了解決線程安全問題，JDK提供了Vector、Stack和CopyOnWriteArrayList等線程安全的List實現。

示例代碼：

// 使用Vector創建一個線程安全的List
List<String> strList = new Vector<>();

// 使用Stack創建一個線程安全的List
List<String> strList = new Stack<>();

// 使用CopyOnWriteArrayList創建一個線程安全的List
List<String> strList = new CopyOnWriteArrayList<>();

七、List的性能比較

在性能上，ArrayList的插入、刪除和訪問操作比LinkedList要快，而LinkedList的插入和刪除操作比ArrayList快。

示例代碼：

// 測試ArrayList和LinkedList的性能
final int N = 1000000;
List<Integer> arrayList = new ArrayList<>();
List<Integer> linkedList = new LinkedList<>();

long startTime = System.nanoTime();
for (int i = 0; i < N; i++) {
    arrayList.add(i);
}
long endTime = System.nanoTime();
System.out.println("ArrayList add time: " + (endTime - startTime) + " ns");

startTime = System.nanoTime();
for (int i = 0; i < N; i++) {
    linkedList.add(i);
}
endTime = System.nanoTime();
System.out.println("LinkedList add time: " + (endTime - startTime) + " ns");

八、總結

List是Java編程中最常用的集合類型之一，提供了一系列基本操作，包括創建、初始化、插入、刪除、遍歷、查找、排序和線程安全等方面。在使用List時需要根據實際需求來選擇合適的實現，注意線程安全問題，並根據具體業務需求來選擇合適的排序方法。