Списки

Типы данных и исключения в Java

Jim White

Java Developer

Интерфейс List

Интерфейс List, подинтерфейс Collection
- Определяет упорядоченную группу объектов
- Может содержать дублирующиеся объекты
Несколько реализаций List
- Поведение у всех схожее
- Реализация определяет, как объекты управляются внутри

Реализации List

ArrayList — изменяемый, индексированный (как массивы) упорядоченный список объектов

ArrayList похож на массивы Java с индексированными элементами

LinkedList — объекты, связанные ссылками на следующий и предыдущий элементы.

LinkedList — список объектов, связанных указателями

Независимо от реализации, объекты добавляются, удаляются и изменяются одинаково

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

ArrayList

Создайте экземпляр с помощью new, укажите тип содержимого через дженерики
Добавьте объект в конец списка: .add(object)
Получите объект по индексу: .get(index)
- У ArrayList индексация начинается с нуля
Замените объект: .set(index, object)
Удалите объект: .remove(index)
Очистите список: .clear()
Количество объектов: .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();

Объекты и примитивы

Используйте обёртки, чтобы добавить примитив в объект Collections Framework
Добавляемые примитивы «автоупаковываются»
- Автоупаковка: процесс автоматического помещения примитива в обёртку

ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
list.add(new Integer(5));
list.add(6);  // 6 is automatically wrapped by Integer then added

Автоупаковка работает со всеми объектами Collections Framework

Гетерогенные коллекции

Структуры данных Collections Framework могут быть гетерогенными
- Гетерогенные = хранят объекты разных типов
- Используйте Object в качестве параметризованного типа

ArrayList<Object> list = new ArrayList<Object>(); // Allow any object
list.add(new Integer(5)); // Add an Integer
list.add(6); // Add an Integer using autoboxing
list.add("Hello"); // Add a String

Перебор элементов List

Используйте синтаксис «for each» для перебора объектов List

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

for (String animal : animals) { // fore-each to loop through all in the ArrayList
    System.out.println(animal);
}

horse
cow
chicken

List и println

Содержимое экземпляра List (например, ArrayList) можно вывести с помощью println

ArrayList<String> animals = new ArrayList<String>();
animals.add("horse");
animals.add("cow");
animals.add("chicken");
System.out.println(animals);  // Display all the elements in the ArrayList

ArrayList<Object> list = new ArrayList<Object>();
list.add(5);
list.add("Hello");
System.out.println(list);  // Display all the elements in the ArrayList

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

LinkedList

LinkedList создаётся так же, как экземпляры ArrayList
LinkedList поддерживает те же методы, что и 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]

Дополнительные методы LinkedList

Дополнительные методы
- addFirst() — добавить в начало списка
- addLast() — добавить в конец списка
- removeFirst() — удалить из начала
- removeLast() — удалить из конца

cars.addFirst("Fiat"); // Add to the beginning
cars.addLast("BMW"); // Add the the end
cars.removeFirst(); // Remove the first object
cars.removeLast(); // Remove the last object

Сходство типов коллекций

ArrayList и LinkedList выглядят одинаково
- Другие типы Collections Framework также имеют сходства
- Это сделано намеренно
У них общий интерфейс: List
- Это пример полиморфизма («многих форм»)

ArrayList vs LinkedList

Операции над ArrayList и LinkedList (и любым List) одинаковы
- Выбор типа List зависит от задачи
Особенности ArrayList:
- Быстрый произвольный доступ (например: list.get(11))
- Медленнее при добавлении и удалении элементов в середине
- Так как объекты приходится физически перемещать при вставке и удалении

Добавление объектов в середину ArrayList требует многочисленных перемещений

ArrayList vs LinkedList

Особенности LinkedList:
- Медленнее при произвольном доступе (например: list.get(11))
- Быстрее при добавлении и удалении элементов в середине
- Так как объекты физически не перемещаются — изменяются лишь несколько ссылок

Добавление объектов в середину LinkedList требует лишь изменения нескольких указателей

Давайте потренируемся!

Типы данных и исключения в Java