Java 清單終極指南：您需要了解的一切

1. 到底什麼是列表？ 將清單視為組織良好的神秘捲軸，Java 開發人員用它來維持混亂世界的秩序。它是一種按序列保存元素的集合類型，允許重複並保持插入順序。但不要讓它的簡單性欺騙了您——List 是一個非常強大的工具，具有多種風格，每種風格適合不同的場景。

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1. 為什麼我們需要一個清單？ 想像一下您正在管理一系列待辦事項。當然，您可以使用數組，但是當您需要在中間插入任務時會發生什麼？陣列不會禮貌地移動；他們就像音樂會上頑固的朋友。這就是清單的用武之地：
2. 動態大小：與陣列不同，List 可以根據需要擴展或縮小。

• 有序：元素保留其插入順序。

• 靈活：允許重複，這樣你就可以像老闆的提醒一樣重複。

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1. Java 中列表的類型Java 不僅僅停留在一種清單。它提供全套自助餐： 數組列表
2. 支援：動態數組。

• 最適合：快速隨機存取和迭代。

• 缺點：插入和刪除速度慢（因為元素需要移動）。

• 用例：當您需要頻繁存取元素時，例如在媒體播放器中取得視訊畫面。
  

List<String> arrayList = new ArrayList<>();
arrayList.add("First");
arrayList.add("Second");

記憶體佈局：ArrayList 維護一個連續的記憶體區塊，當超出其容量時，會調整大小 50% 或更多。 連結列表

• 支援：雙向鍊錶。

• 最適合：頻繁插入和刪除。

• 缺點：由於指標遍歷，存取時間較慢。

• 用例：實作經常新增或刪除歌曲的播放清單。
  

List<String> linkedList = new LinkedList<>();
linkedList.add("Node1");
linkedList.add("Node2");

記憶體佈局：LinkedList 使用非連續內存，每個節點都指向其上一個和下一個節點。 CopyOnWriteArrayList

• 特殊用途：ArrayList 的線程安全變體。

• 工作原理：在每次修改時建立底層陣列的新副本。

• 最適合：讀取次數遠多於寫入的場景，例如快取經常存取的資料。

• 缺點：佔用記憶體且更新速度慢。
  d. 向量

• 舊版：在 Java 1.0 中引入。

• 執行緒安全：同步開銷使其比現代替代方案慢。

• 有趣的事實：就像 List 的「爸爸笑話」一樣，不是很有趣，但仍然存在。

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1. 在 Java 中建立清單 Java 提供了多種建立清單的方法，每種方法都針對特定需求進行了客製化：
2. 直接實例化：

List<String> arrayList = new ArrayList<>();
arrayList.add("First");
arrayList.add("Second");

• 使用 Arrays.asList() ：

List<String> linkedList = new LinkedList<>();
linkedList.add("Node1");
linkedList.add("Node2");

注意：這會傳回固定大小的列表，因此您無法新增或刪除元素。

• 不可變列表（Java 9）：

List<String> list = new ArrayList<>();

不可變意味著沒有 add()、remove() 或clear()——就像那個不讓任何人碰他們的草坪的鄰居一樣。

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1. 列表介面常用方法 以下是流行方法及其實際用例的細分： 一個。添加(E e) 將一個元素加入到列表末尾。

List<String> list = Arrays.asList("A", "B", "C");

b. add(int 索引, E 元素)
在指定索引處插入一個元素，移動後續元素。

List<String> immutableList = List.of("X", "Y", "Z");

c.刪除（int索引）
刪除指定索引處的元素。

list.add("Element");

d.取得（int索引）
檢索指定索引處的元素。

list.add(1, "Middle");

e. set(int 索引, E 元素)
用新元素取代指定位置的元素。

list.remove(0);

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1. 列表內部如何運作 ArrayList 內部結構 ArrayList 就像一個神奇的容器，當空間不足時，它的大小會加倍。此大小調整發生在 O(n) 時間內，但後續新增的時間為 O(1)。在底層，使用了一個 Object[] 陣列。 圖表：

String element = list.get(2);

調整大小時：

list.set(1, "UpdatedElement");

b. LinkedList 內部結構 LinkedList 中的每個元素（節點）包含：

• 資料

• 指向下一個節點的指標

• 指向前一個節點的指標（雙向鍊錶）

遍歷速度較慢，因為存取索引需要迭代節點。
圖表 :

[Element1] [Element2] [Element3] [Null] ... [Null]

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1. 列表演算法 排序演算法 :
2. Collections.sort() ：使用 TimSort，合併排序和插入排序的混合體。

• 自訂比較器：用於根據自訂邏輯進行排序。

[Element1] [Element2] [Element3] [NewElement] [Null] ... [Null]

搜尋演算法 :

• 線性搜尋：O(n) – 掃描每個元素。

• 二分查找：O(log n) – 需要一個排序清單。
  

List<String> arrayList = new ArrayList<>();
arrayList.add("First");
arrayList.add("Second");

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1. 記憶體分配和效率 ArrayList 元素儲存在連續的區塊中，確保更快的迭代，但調整大小時會產生記憶體開銷。另一方面，LinkedList 使用指標將每個元素儲存在單獨的節點中，從而導致更好的插入效能，但由於指標而導致更高的記憶體使用。

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1. 處理清單的提示和技巧
2. 避免 ConcurrentModificationException ：在迭代期間修改清單時使用 Iterator 或 ListIterator。

• 使用串流進行函數式程式設計：

List<String> linkedList = new LinkedList<>();
linkedList.add("Node1");
linkedList.add("Node2");

• 批次操作 ：對於大規模修改，首選 addAll()、removeAll() 或 keepAll() 以獲得更好的效能。

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1. 識別最適合列表的問題什麼時候你應該使用列表而不是集合或隊列？
2. 維持插入順序：總是。

• 允許重複：絕對。

• 頻繁存取操作：前往ArrayList。

• 頻繁修改：前往LinkedList。

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1. 先進技術
2. 反轉列表：

List<String> list = new ArrayList<>();

• 隨機播放元素：

List<String> list = Arrays.asList("A", "B", "C");

• 同步清單：

List<String> immutableList = List.of("X", "Y", "Z");

• 並行流提高性能：

list.add("Element");

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1. 常見錯誤與最佳實務
2. 謹防 NullPointerException ：在操作之前始終檢查清單是否為空。

• 使用泛型 ：總是指定類型以避免 ClassCastException。

• 不要在循環中使用 new ArrayList() ：重複使用實例或正確管理以避免 OutOfMemoryError。

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結論：成為名單耳語者！

徹底理解List可以讓你寫出高效率、可擴充、可讀的Java程式。這就像在學習美食食譜之前掌握烹飪的基礎知識一樣，您將避免燒毀程式碼（和烤麵包）。隨意使用範例，建立自訂場景，並擁抱 List 的強大功能。請記住，經驗豐富的開發人員知道每個元素都很重要，無論是在生活中還是在清單中。

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現在繼續前進，用你新掌握的清單來征服你的程式設計挑戰，永遠不要再讓你的陣列支配你！

以上是Java 清單終極指南：您需要了解的一切的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！