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List集合之UML、特点、遍历方式、迭代器原理、泛型、装拆箱及ArrayList、LinkedList和Vector的区别

news 来源：原创 2024/5/21 5:17:54

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一、什么是UML

二、集合框架

三、List集合

1.特点

2.遍历方式

3.删除

4.优化

四、迭代器原理

五、泛型

六、装拆箱

七、ArrayList、LinkedList和Vector的区别

ArrayList和Vector的区别

LinkedList和Vector的区别

一、什么是UML

UML（Unified Modeling Language）是一种用于软件系统设计和建模的标准化语言。它提供了一种统一的方法来描述系统的结构和行为，以便于开发人员、设计师和其他利益相关者之间的沟通和理解。

UML包括多种图形符号，如用例图、类图、时序图、活动图等，每种图形符号都用于表示系统的不同方面和视图。通过使用这些图形符号，开发人员可以更好地理解系统的需求、结构和行为，从而更好地进行系统设计和开发。

UML官方网站：Welcome To UML Web Site!
UML教程：UML Tutorial

二、集合框架

三、List集合

1.特点

有序：List集合数据存进去的顺序和取出来的顺序一致

List lst=new ArrayList();
lst.add(2);
lst.add(1);
lst.add(5);
lst.add(8);
System.out.println(lst);

不唯一：List集合数据允许添加重复数据

List lst=new ArrayList();
lst.add(2);
lst.add(1);
lst.add(5);
lst.add(8);
lst.add(8);
System.out.println(lst);

2.遍历方式

for

List lst=new ArrayList();
lst.add("zs");
lst.add("ls");
lst.add("ww");
for (int i = 0; i < lst.size(); i++) {System.out.println(lst.get(i));
}

foreach

List lst=new ArrayList();
lst.add("zs");
lst.add("ls");
lst.add("ww");
for (String str : lst) {System.out.println(str);
}

迭代器

List lst=new ArrayList();
lst.add("zs");
lst.add("ls");
lst.add("ww");
Iterator iterator = lst.iterator();
while(iterator.hasNext())System.out.println(iterator.next());

3.删除

for正向删除

List lst=new ArrayList<>();
lst.add(12);
lst.add(13);
lst.add(14);
lst.forEach(System.out::println);
System.out.println("删除之前集合大小："+lst.size());
int size = lst.size();
for (int i = 0; i <size; i++) {lst.remove(0);
}
System.out.println("删除之后集合大小："+lst.size());

for逆向删除

List lst=new ArrayList<>();
lst.add(12);
lst.add(13);
lst.add(14);
lst.forEach(System.out::println);
System.out.println("删除之前集合大小："+lst.size());
int size = lst.size()-1;
for (int i = size; i >=0; i--) {lst.remove(i);
}
System.out.println("删除之后集合大小："+lst.size());

迭代器删除

List lst=new ArrayList<>();
lst.add(12);
lst.add(13);
lst.add(14);
lst.forEach(System.out::println);
System.out.println("删除之前集合大小："+lst.size());
Iterator<String> iterator = lst.iterator();
//判断下一个元素是否存在
while(iterator.hasNext()) {//若存在，移动到下一个元素位置//易出错iterator.next();//删除元素iterator.remove();
}
System.out.println("删除之后集合大小："+lst.size());

4.优化

List集合优化目的在于利用合理的存储空间存下所有元素数据，不多不少，不造成空间浪费。

概念：初始化大小10、负载因子1.5、向下取整

公式：容器大小*1.5倍

例如：10*1.5=15、15*1.5=22、22*1.5=33 ...

public static void main(String[] args) {List lst=new ArrayList<>();for (int i = 0; i < 50; i++) {lst.add(i);System.out.println(i);getLen(lst);}
}public static void getLen(List lst){try {Class<? extends List> lstClass = lst.getClass();Field field = lstClass.getDeclaredField("elementData");field.setAccessible(true);Object[] obj = (Object[]) field.get(lst);System.out.println("集合的大小是："+obj.length);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}
}

四、迭代器原理

List集合迭代器是用来遍历List集合中的元素的工具。它可以按顺序访问List中的每个元素，而不需要知道List的内部结构。迭代器通常包含hasNext()和next()两个方法，前者用来判断是否还有下一个元素，后者用来获取下一个元素。

关于List集合迭代器的原理，它通常是基于List的数据结构实现的。在遍历过程中，迭代器会维护一个指向当前元素的指针，每次调用next()方法时，指针会移动到下一个元素。迭代器还会记录遍历的状态，以便正确地返回hasNext()方法的结果。

五、泛型

JDK1.5版本以上才有

以类型为参数的类叫做泛型
泛型的默认类型为Object
作用：提高程序的健壮性、简化代码

使用 List 集合时，可以通过指定泛型来限制集合中存储的元素类型。这样可以在编译时就能发现类型不匹配的错误，提高代码的稳定性和可读性。

例如，我们可以创建一个存储整数类型的 List 集合：

List<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);for (Integer num : list) {System.out.println(num);
}

这样就可以确保集合中只能存储整数类型的元素，如果尝试存储其他类型的元素会在编译时报错。

六、装拆箱

当我们将基本数据类型（如int、float等）存储在List集合中时，会发生装箱操作，即将基本数据类型转换为对应的包装类（如Integer、Float等）。而当我们从List集合中取出包装类并转换为基本数据类型时，会发生拆箱操作。

示例：送快递，寄快递时需要对物品进行包裹，收快递后就需要对包裹进行拆包。

装箱（值类型到引用类型）
```
int a=10;
Integer b=new Integer(a);
```

拆箱（引用类型到值类型）

Integer c=new Integer(10);
int d=c.intValue();

七、ArrayList、LinkedList和Vector的区别

ArrayList和Vector的区别

ArrayList和Vector都是实现了List接口的动态数组，它们之间的主要区别在于线程安全性和性能。

线程安全性：

ArrayList是非线程安全的，即在多线程环境下使用ArrayList可能会导致并发访问异常（ConcurrentModificationException）。
Vector是线程安全的，它的方法都是同步的，可以在多线程环境下安全地使用。

性能：

ArrayList相对于Vector在性能上更好，因为Vector的方法都是同步的，会带来额外的开销。
在单线程环境下，ArrayList的性能更优。

代码示例：

// ArrayList的使用
List<String> arrayList = new ArrayList<>();
arrayList.add("A");
arrayList.add("B");
arrayList.add("C");// Vector的使用
List<String> vector = new Vector<>();
vector.add("X");
vector.add("Y");
vector.add("Z");

LinkedList和Vector的区别

LinkedList和Vector都是Java中的集合类，但它们有一些区别：

数据结构：LinkedList是基于链表实现的，而Vector是基于数组实现的。
线程安全性：Vector是线程安全的，而LinkedList不是线程安全的。
扩容机制：Vector在扩容时会增加原数组大小的一半，而LinkedList在插入元素时只需要调整相邻节点的指针。
遍历性能：LinkedList在遍历时需要遍历整个链表，而Vector在遍历时可以通过索引直接访问元素。
插入和删除操作：LinkedList在任意位置插入和删除元素的性能更好，而Vector在中间插入和删除元素时需要移动其他元素。

代码示例：

// 创建一个LinkedList
LinkedList<String> linkedList = new LinkedList<>();
linkedList.add("A");
linkedList.add("B");
linkedList.add("C");// 创建一个Vector
Vector<String> vector = new Vector<>();
vector.add("X");
vector.add("Y");
vector.add("Z");// 遍历LinkedList
for(String str : linkedList) {System.out.println(str);
}// 遍历Vector
for(String str : vector) {System.out.println(str);
}