List 和 ArrayList 的区别

Java 集合提供了一个处理对象组的架构。集合是指对象的单个单元。它允许我们将对象组作为一个单元进行存储和操作。

使用集合框架，我们可以轻松地对一组对象执行许多操作，例如搜索、排序、插入、删除和操作。

Java 集合框架提供了多种接口和类。接口包括Set、List、Queue、Deque，类包括ArrayList、Vector、LinkedList、HashSet、TreeSet、LinkedHashSet和PriorityQueue。

在本节中，我们将区分集合框架中的两个元素：List 和 ArrayList。List 是一个接口，ArrayList 是一个类。

List 接口

List 是集合框架的一个子接口，它允许我们维护对象的有序集合。我们可以使用 List 存储重复值和 null 元素。它提供了基于索引的方法来对对象执行插入、删除、搜索、更新操作。

List 接口属于 java.util 包。它实现了 ArrayList、LinkedList、Stack 和 Vector 类。它也是 ListIterator 接口的基础，通过它可以双向迭代 List。

List 接口提供位置访问和插入元素，并保留插入顺序。List 的实例可以通过实现类创建。

以下是关于 List 的一些关键点

抽象性质： List 是一个抽象类型；这意味着我们不能直接实例化它。相反，我们使用它的实现，如 ArrayList、LinkedList、Vector 和 Stack。

方法： List 接口提供了各种方法，如 add()、get()、remove()、set()、size()、subList() 和 contains()。这些方法有助于对列表元素执行不同的操作。

灵活性： 作为一个接口，List 允许在选择底层数据结构方面具有灵活性。根据具体需求，我们可以在不更改使用 List 的代码的情况下，在不同的实现之间切换。

List 的实现

我们可以使用 ArrayList、LinkedList、Vector 和 Stack 类来实现 List 接口。

要实例化 List 接口，可以使用以下语法

考虑以下 List 示例

文件名：JavaListExample.java

输出

[Hello, Java, Tpoint]

ArrayList 类

ArrayList 类使用动态数组来存储元素。ArrayList 类的工作方式类似于数组，但它没有大小限制。我们可以根据需要添加或删除元素。我们可以使用 ArrayList 类存储重复元素。它在内部管理插入顺序。

ArrayList 类比传统数组灵活得多。它实现了 List 接口以使用 List 接口的所有方法。它位于 Java.util 包中。

ArrayList 类继承了 AbstractList 类并实现了 List 接口。它的元素可以随机访问。它不能用于基本类型，如 int、char 等；对于这些数据类型，我们需要包装类。

以下是 ArrayList 的一些关键特性

可调整大小： 与数组不同，ArrayList 在添加或删除元素时可以动态地增长和缩小。这种动态调整大小由 ArrayList 在内部处理。

性能： ArrayList 在按索引访问元素时提供 O(1) 的常数时间复杂度，使其成为需要快速访问的场景的首选。但是，添加或删除元素（尤其是在中间）可能会很昂贵 O(n)，因为需要移动元素。

初始容量： 创建 ArrayList 时，它具有初始容量。如果添加的元素超过初始容量，ArrayList 会通过重新分配内部数组自动增加其大小，这可能是一项昂贵的操作。

线程安全： ArrayList 不是同步的，这意味着它不是线程安全的。如果多个线程并发访问 ArrayList，并且至少有一个线程在结构上修改它，则必须在外部进行同步。

ArrayList 的实现

ArrayList 类继承了 AbstractList 类中的所有方法并实现了 List 接口。

ArrayList 类可以声明如下

ArrayList 可以定义如下

考虑以下 ArrayList 类的示例。

文件名：JavaAL.java

输出

[Hello, Java, Tpoint]

List 接口和 ArrayList 类之间的一些关键区别

类型

• List： 一个接口。
• ArrayList： 一个实现 List 接口的具体的类。

实例化

• List： 不能直接实例化。示例

当我们这样定义 List 时

这意味着我们只能调用 List 接口中的方法和引用成员。

• ArrayList： 可以直接实例化。示例

如果我们这样定义 ArrayList 时

这意味着我们可以调用 ArrayList 中可用的方法并使用其成员，此外还可以使用 List。

灵活性

• List： 它可以引用实现 List 接口的任何类，从而灵活地切换实现。
• ArrayList： 特定于可调整大小的数组实现。

性能

• 访问时间： 两者都提供 O(1) 的访问时间。
• 插入/删除： ArrayList 在中间插入和删除可能较慢 (O(n))，而 LinkedList（另一个 List 实现）提供 O(1) 的这些操作，但访问需要 O(n)。

同步

• List： 作为一个接口，它不提供同步。
• ArrayList： 默认情况下不同步，但可以使用 Collections.synchronizedList(new ArrayList<>()) 使其线程安全。

请看下表，了解 List 和 ArrayList 的一些主要比较

如何选择？

使用 List 的情况

• 我们需要灵活性，可以在不更改客户端代码的情况下在不同的 List 实现之间切换。
• 我们想编写更通用和可重用的代码。

使用 ArrayList 的情况

• 我们需要快速随机访问元素。
• 我们主要在列表的末尾添加或删除元素。
• 我们在单线程环境中使用，或者在多线程环境中需要时可以进行外部同步。

结论

List 是一个接口，ArrayList 是 Java 集合框架的一个类。List 创建一个静态数组，而 ArrayList 创建一个动态数组来存储对象。因此，List 在创建后无法扩展，但使用 ArrayList，我们可以根据需要扩展数组。

如果您想利用多态性的优势，最好使用 List 接口。将来，如果需要实现该接口，我们将无需更改程序。