Java 中 List 与 ArrayList 的比较
Java 中 List 与 ArrayList 的比较
1. 概述
在本文中，我们将探讨使用 List 和 ArrayList 类型的区别。
首先，我们将看到一个使用 ArrayList 的示例实现。然后，我们将切换到 List 接口并比较它们的差异。
2. 使用 ArrayList
ArrayList 是 Java 中最常用的 List 实现之一。它建立在数组之上，可以随着我们添加/删除元素而动态增长和缩小。当我们知道列表会变得很大时，最好初始化一个具有初始容量的列表：
ArrayList``<String>`` list = new ArrayList<>(25);
通过使用 ArrayList 作为引用类型，我们可以使用 ArrayList API 中的方法，而这些方法不在 List API 中 —— 例如，ensureCapacity, trimToSize, 或 removeRange。
2.1. 快速示例
让我们编写一个基本的乘客处理应用程序：
public class ArrayListDemo {
private ArrayList`````````````<Passenger>````````````` passengers = new ArrayList<>(20);
public ArrayList`````````````<Passenger>````````````` addPassenger(Passenger passenger) {
passengers.add(passenger);
return passengers;
}
public ArrayList`````````````<Passenger>````````````` getPassengersBySource(String source) {
return new ArrayList`````````````<Passenger>`````````````(passengers.stream()
.filter(it -> it.getSource().equals(source))
.collect(Collectors.toList()));
}
// 其他一些函数用于删除乘客，按目的地获取...
}
在这里，我们使用 ArrayList 类型来存储和返回乘客列表。由于最大乘客数为20，因此列表的初始容量设置为20。
2.2. 可变大小数据的问题
只要我们不需要更改我们正在使用的 List 类型，上述实现就可以正常工作。在我们的示例中，我们选择了 ArrayList，并认为它满足了我们的需求。
然而，假设随着应用程序的成熟，很明显乘客数量变化很大。例如，如果只有五个预订的乘客，而初始容量为20，则内存浪费为75%。假设我们决定切换到更高效的 List。
2.3. 更改实现类型
Java 提供了另一种名为 LinkedList 的 List 实现，用于存储可变大小的数据。LinkedList 使用一系列链接节点来存储和检索元素。如果我们决定将基础实现从 ArrayList 更改为 LinkedList：
private LinkedList`````````````<Passenger>````````````` passengers = new LinkedList<>();
这一更改会影响应用程序的更多部分，因为演示应用程序中的所有函数都期望与 ArrayList 类型一起工作。
3. 切换到 List
让我们看看如何通过使用 List 接口类型来处理这种情况：
private List`````````````<Passenger>````````````` passengers = new ArrayList<>(20);
在这里，我们使用 List 接口作为引用类型，而不是更具体的 ArrayList 类型。我们可以将同样的原则应用于所有函数调用和返回类型。例如：
public List`````````````<Passenger>````````````` getPassengersBySource(String source) {
return passengers.stream()
.filter(it -> it.getSource().equals(source))
.collect(Collectors.toList());
}
现在，让我们考虑相同的问题陈述，并将基础实现更改为 LinkedList 类型。 ArrayList 和 LinkedList 类都是 List 接口的实现。因此，我们现在可以安全地更改基础实现，而不会对应用程序的其他部分造成任何干扰。类仍然像以前一样编译和工作。
4. 比较方法
如果我们在程序中使用具体的列表类型，则所有代码都不必要地与该列表类型耦合。这使得将来更改列表类型更加困难。
此外，Java 中的实用程序类返回抽象类型而不是具体类型。例如，以下实用程序函数返回 List 类型：
Collections.singletonList(...), Collections.unmodifiableList(...)
Arrays.asList(...), ArrayList.sublist(...)
特别是 ArrayList.sublist 返回 List 类型，即使原始对象是 ArrayList 类型。因此，List API 中的方法不保证返回相同类型的列表。
5. 结论
在本文中，我们检查了使用 List 与 ArrayList 类型的区别和最佳实践。
我们看到了引用具体类型可以使应用程序在稍后更改时变得脆弱。具体来说，当底层实现发生变化时，它会影响应用程序的其他层。因此，通常更倾向于使用最抽象的类型（顶级类/接口）而不是使用具体的引用类型。
如常，示例的源代码可在 GitHub 上获取。--- date: 2022-04-01 category:
- Java tag:
- List
- ArrayList head:
- meta
- name: keywords content: Java List vs ArrayList
Java 中 List 与 ArrayList 的比较
1. 概述
在本文中，我们将探讨使用 List 和 ArrayList 类型的区别。
首先，我们将看到一个使用 ArrayList 的示例实现。然后，我们将切换到 List 接口并比较它们的差异。
2. 使用 ArrayList
ArrayList 是 Java 中最常用的 List 实现之一。它建立在数组之上，可以随着我们添加/删除元素而动态增长和缩小。当我们知道列表会变得很大时，最好初始化一个具有初始容量的列表：
ArrayList``<String>`` list = new ArrayList<>(25);
通过使用 ArrayList 作为引用类型，我们可以使用 ArrayList API 中的方法，而这些方法不在 List API 中 —— 例如，ensureCapacity, trimToSize, 或 removeRange。
2.1. 快速示例
让我们编写一个基本的乘客处理应用程序：
public class ArrayListDemo {
private ArrayList`````````````<Passenger>````````````` passengers = new ArrayList<>(20);
public ArrayList`````````````<Passenger>````````````` addPassenger(Passenger passenger) {
passengers.add(passenger);
return passengers;
}
public ArrayList`````````````<Passenger>````````````` getPassengersBySource(String source) {
return new ArrayList<>(passengers.stream()
.filter(it -> it.getSource().equals(source))
.collect(Collectors.toList()));
}
// 其他一些函数用于删除乘客，按目的地获取...
}
在这里，我们使用 ArrayList 类型来存储和返回乘客列表。由于最大乘客数为20，因此列表的初始容量设置为20。
2.2. 可变大小数据的问题
只要我们不需要更改我们正在使用的 List 类型，上述实现就可以正常工作。在我们的示例中，我们选择了 ArrayList，并认为它满足了我们的需求。
然而，假设随着应用程序的成熟，很明显乘客数量变化很大。例如，如果只有五个预订的乘客，而初始容量为20，则内存浪费为75%。假设我们决定切换到更高效的 List。
2.3. 更改实现类型
Java 提供了另一种名为 LinkedList 的 List 实现，用于存储可变大小的数据。LinkedList 使用一系列链接节点来存储和检索元素。如果我们决定将基础实现从 ArrayList 更改为 LinkedList：
private LinkedList`````````````<Passenger>````````````` passengers = new LinkedList<>();
这一更改会影响应用程序的更多部分，因为演示应用程序中的所有函数都期望与 ArrayList 类型一起工作。
3. 切换到 List
让我们看看如何通过使用 List 接口类型来处理这种情况：
private List`````````````<Passenger>````````````` passengers = new ArrayList<>(20);
在这里，我们使用 List 接口作为引用类型，而不是更具体的 ArrayList 类型。我们可以将同样的原则应用于所有函数调用和返回类型。例如：
public List`````````````<Passenger>````````````` getPassengersBySource(String source) {
return passengers.stream()
.filter(it -> it.getSource().equals(source))
.collect(Collectors.toList());
}
现在，让我们考虑相同的问题陈述，并将基础实现更改为 LinkedList 类型。 ArrayList 和 LinkedList 类都是 List 接口的实现。因此，我们现在可以安全地更改基础实现，而不会对应用程序的其他部分造成任何干扰。类仍然像以前一样编译和工作。
4. 比较方法
如果我们在程序中使用具体的列表类型，则所有代码都不必要地与该列表类型耦合。这使得将来更改列表类型更加困难。
此外，Java 中的实用程序类返回抽象类型而不是具体类型。例如，以下实用程序函数返回 List 类型：
Collections.singletonList(...), Collections.unmodifiableList(...)
Arrays.asList(...), ArrayList.sublist(...)
特别是 ArrayList.sublist 返回 List 类型，即使原始对象是 ArrayList 类型。因此，List API 中的方法不保证返回一个相同类型的列表。
5. 结论
在本文中，我们检查了使用 List 与 ArrayList 类型的区别和最佳实践。
我们看到了引用具体类型可以使应用程序在稍后更改时变得脆弱。具体来说，当底层实现发生变化时，它会影响应用程序的其他层。因此，通常更倾向于使用最抽象的类型（顶级类/接口）而不是使用具体的引用类型。
如常，示例的源代码可在 GitHub 上获取。
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