Listen

Datentypen und Exceptions in Java

Jim White

Java Developer

List-Interface

List-Interface, Unter-Interface von Collection
- Definiert eine geordnete Gruppe von Objekten
- Kann doppelte Objekte enthalten
Mehrere Implementierungen von List
- Im Verhalten ähnlich
- Implementierung bestimmt die interne Verwaltung der Objekte

List-Implementierungen

ArrayList – eine dynamische, indizierte (wie Arrays), geordnete Liste von Objekten

ArrayList sind ähnlich wie Java-Arrays mit indizierten Elementen

LinkedList – Objekte per Verweise mit dem nächsten und vorherigen Objekt verbunden.

LinkedList sind Objektlisten, verbunden über Zeiger

Unabhängig von der Implementierung: Objekte gleich hinzufügen, entfernen, ändern

¹ See https://docs.oracle.com/en/java/javase/21/docs/api/java.base/java/util/List.html for List types and details

ArrayList

Instanz mit new erzeugen und Generics für den Inhaltstyp nutzen
Objekt ans Listenende hinzufügen mit .add(object)
Objekt abrufen mit .get(index)
- ArrayList hat nullbasierten Index
Objekt ersetzen/ändern mit .set(index, object)
Objekt entfernen mit .remove(index)
Alle Objekte leeren mit .clear()
Anzahl der Objekte mit .size()

import java.util.ArrayList;
...
ArrayList<String> animals
  = new ArrayList<String>();

animals.add("horse");
animals.add("cow");
animals.add("horse"); // Duplicates allowed

String c = animals.get(1); // c="cow"
animals.set(1, "chicken");

// Removes the first horse
animals.remove(0);  
// Removes all objects
animals.clear();

animals.size();

Objekte und Primitives

Wrapper verwenden, um Primitives zu Collections-Objekten hinzuzufügen
Hinzugefügte Primitives werden „autoboxed"
- Autoboxing: das automatische Verpacken eines Primitive in einen Wrapper

ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
list.add(new Integer(5));
list.add(6);  // 6 wird automatisch in Integer verpackt und dann hinzugefügt

Autoboxing funktioniert mit allen Collections-Objekten

Heterogene Collections

Datenstrukturen des Collections Framework können heterogen sein
- Heterogen = Objekte verschiedener Typen enthalten
- Object als parametrisierten Typ verwenden

ArrayList<Object> list = new ArrayList<Object>(); // Beliebige Objekte zulassen
list.add(new Integer(5)); // Integer hinzufügen
list.add(6); // Integer per Autoboxing hinzufügen
list.add("Hello"); // String hinzufügen

Eine List durchlaufen

Mit der „for each"-Syntax durch die Objekte einer List iterieren

ArrayList<String> animals = new ArrayList<String>();
animals.add("horse");
animals.add("cow");
animals.add("chicken");

for (String animal : animals) { // for-each, um alle in der ArrayList zu durchlaufen
    System.out.println(animal);
}

horse
cow
chicken

List mit println

Den Inhalt einer List-Instanz (z. B. ArrayList) mit println ausgeben

ArrayList<String> animals = new ArrayList<String>();
animals.add("horse");
animals.add("cow");
animals.add("chicken");
System.out.println(animals);  // Alle Elemente der ArrayList anzeigen

ArrayList<Object> list = new ArrayList<Object>();
list.add(5);
list.add("Hello");
System.out.println(list);  // Alle Elemente der ArrayList anzeigen

[horse, cow, chicken]
[5, Hello]

LinkedList

LinkedList werden wie ArrayList-Instanzen erstellt
LinkedList haben die gleichen Methoden wie ArrayList

import java.util.LinkedList;
...
LinkedList<String> cars // Create a new ...
  = new LinkedList<String>(); // ... LinkedList

cars.add("Ford"); // Add an object to the list
cars.add("Mercedes");
String c = cars.get(1);
cars.set(1, "Toyota"); // Replace an object
System.out.println(cars); // Display the list
cars.remove(0); // Remove an object
cars.clear();  // Remove all objects
cars.size(); // Get the list length

[Ford, Toyota]

Weitere LinkedList-Methoden

Einige zusätzliche Methoden
- addFirst() fügt am Listenanfang ein
- addLast() fügt am Listenende ein
- removeFirst() entfernt vom Anfang
- removeLast() entfernt vom Ende

cars.addFirst("Fiat"); // Am Anfang hinzufügen
cars.addLast("BMW"); // Am Ende hinzufügen
cars.removeFirst(); // Erstes Objekt entfernen
cars.removeLast(); // Letztes Objekt entfernen

Ähnlichkeiten von Collection-Typen

ArrayList und LinkedList wirken gleich
- Auch andere Collections-Typen haben Ähnlichkeiten
- Das ist beabsichtigt
Sie teilen sich ein Interface: List
- Ein Beispiel für Polymorphie (‚viele Formen')

ArrayList vs LinkedList

Operationen auf ArrayList und LinkedList (oder jeder List) sind gleich
- Die Wahl des List-Typs hängt vom Einsatz ab
Überlegungen zur ArrayList:
- Schnell beim wahlfreien Zugriff (z. B.: list.get(11))
- Langsamer beim Einfügen/Entfernen in der Mitte
- Weil Objekte beim Einfügen/Entfernen physisch verschoben werden müssen

In der Mitte einer ArrayList einzufügen erfordert viel Verschieben

ArrayList vs LinkedList

Überlegungen zur LinkedList:
- Langsamer beim wahlfreien Zugriff (z. B.: list.get(11))
- Schneller beim Einfügen/Entfernen in der Mitte
- Weil keine Objekte physisch verschoben werden, nur ein paar Referenzen geändert

In der Mitte einer LinkedList einzufügen erfordert nur das Ändern einiger Zeiger

Lass uns üben!

Datentypen und Exceptions in Java