当前位置：首页 > news >正文

Java List 集合详解：从基础到实战，掌握 Java 列表操作全貌

news 2025/7/18 10:38:25

作为一名 Java 开发工程师，你一定在项目中频繁使用过 List 集合。它是 Java 集合框架中最常用、最灵活的数据结构之一。无论是从数据库查询出的数据，还是前端传递的参数列表，List 都是处理这些数据的首选结构。

本文将带你全面掌握：

List 接口的核心方法与特性
常见实现类（如 ArrayList、LinkedList、Vector、CopyOnWriteArrayList）
List 的遍历、增删改查、排序、线程安全等操作
List 在实际业务中的应用场景
List 与数组、集合工具类（如 Arrays.asList()、Collections）的结合使用
最佳实践与常见误区

并通过丰富的代码示例和真实项目场景讲解，帮助你写出更高效、结构更清晰的 Java 列表代码。

🧱 一、什么是 `List` 集合？

List 是 Java 集合框架中 Collection 接口的子接口，表示一个有序、可重复、可通过索引访问的元素集合。

✅ `List` 的核心特性：

特性	描述
有序	元素按照插入顺序存储
可重复	允许添加重复元素
可索引访问	支持通过 `get(index)` 获取元素
可动态扩容	如 `ArrayList` 会自动扩容
支持泛型	推荐使用泛型来保证类型安全

🔍 二、`List` 的常见实现类

实现类	特点	适用场景
`ArrayList`	基于数组实现，查询快，增删慢	默认列表实现，适合频繁读取
`LinkedList`	基于链表实现，增删快，查询慢	插入删除频繁、队列操作
`Vector`	线程安全，性能较低	旧版本遗留类，建议使用 `Collections.synchronizedList()`
`CopyOnWriteArrayList`	线程安全，写时复制，读操作不加锁	多读少写的并发场景

🧠 三、`List` 的基本操作

✅ 1. 创建与初始化

// 使用 ArrayList 初始化
List<String> list = new ArrayList<>();// 静态初始化
List<String> list2 = Arrays.asList("Java", "Python", "C++");// 不可变列表（Java 9+）
List<String> list3 = List.of("A", "B", "C");

✅ 2. 添加元素

list.add("Java");            // 添加到末尾
list.add(0, "Go");           // 插入到指定索引
list.addAll(Arrays.asList("Python", "JavaScript")); // 添加集合

✅ 3. 删除元素

list.remove("Java");         // 按值删除
list.remove(0);              // 按索引删除
list.clear();                // 清空列表

✅ 4. 修改元素

list.set(0, "Kotlin");       // 替换指定索引的元素

✅ 5. 查询元素

String first = list.get(0);  // 获取指定索引元素
boolean contains = list.contains("Java"); // 是否包含某个元素
int index = list.indexOf("Java");         // 查找元素索引

✅ 6. 遍历方式对比

遍历方式	示例	特点
普通 for 循环	`for (int i = 0; i < list.size(); i++)`	支持索引操作
增强 for 循环	`for (String s : list)`	简洁易读
Iterator 迭代器	`Iterator<String> it = list.iterator(); while (it.hasNext())`	支持在遍历中删除
Stream 流式处理	`list.stream().forEach(System.out::println)`	支持过滤、映射、排序等操作

🔁 四、`List` 的高级操作

✅ 1. 排序

// 默认排序（升序）
list.sort(null);// 自定义排序（降序）
list.sort(Collections.reverseOrder());// 使用 Lambda 表达式排序
list.sort((a, b) -> b.compareTo(a));

✅ 2. 反转与洗牌

Collections.reverse(list); // 反转列表
Collections.shuffle(list); // 打乱顺序（随机排列）

✅ 3. 子列表与替换

List<String> subList = list.subList(0, 3); // 获取子列表 [0, 3)
Collections.replaceAll(list, "Java", "JVM"); // 替换所有匹配元素

✅ 4. 转换为数组

String[] array = list.toArray(new String[0]);

✅ 5. 合并与去重

List<String> combined = new ArrayList<>();
combined.addAll(list1);
combined.addAll(list2);Set<String> unique = new LinkedHashSet<>(combined);
List<String> deduplicated = new ArrayList<>(unique);

🧪 五、`List` 的实际应用场景

场景1：从数据库查询结果封装为 `List`

List<User> users = new ArrayList<>();
try (ResultSet rs = statement.executeQuery("SELECT * FROM users")) {while (rs.next()) {User user = new User(rs.getString("name"), rs.getInt("age"));users.add(user);}
}

场景2：前端参数接收（Spring Boot）

@PostMapping("/save")
public void saveUsers(@RequestBody List<User> users) {userService.saveAll(users);
}

场景3：使用 `List` 实现简单的缓存

List<CacheItem> cache = new ArrayList<>();public void put(String key, String value) {cache.add(new CacheItem(key, value));
}public String get(String key) {return cache.stream().filter(item -> item.getKey().equals(key)).map(CacheItem::getValue).findFirst().orElse(null);
}

场景4：多线程安全的 `List`

List<String> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
// 或者
List<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();

🚫 六、常见误区与注意事项

误区	正确做法
在遍历中直接删除元素	使用 `Iterator.remove()`
使用 `==` 比较字符串元素	使用 `equals()` 或 `Objects.equals()`
忘记初始化 `List` 就使用	先 `new ArrayList<>()`
忘记处理 `null` 元素	`List` 允许添加 `null`，但某些操作会抛出异常
忽略线程安全问题	多线程建议使用 `CopyOnWriteArrayList` 或同步包装
错误使用 `List.of()` 修改列表	`List.of(...)` 是不可变列表，修改会抛出异常

📊 七、`List` 核心知识点一览表

内容	说明
接口定义	`List<E>`
常用实现类	`ArrayList`、`LinkedList`、`CopyOnWriteArrayList`
核心方法	add、remove、set、get、size、contains、indexOf
遍历方式	普通 for、增强 for、Iterator、Stream
常用操作	排序、反转、子列表、合并、去重
线程安全	`Collections.synchronizedList()`、`CopyOnWriteArrayList`
应用场景	数据库结果集、前端参数接收、缓存、任务队列

📎 八、附录：`List` 常用技巧速查表

技巧	示例
创建只读列表	`Collections.unmodifiableList(list)`
同步列表	`Collections.synchronizedList(new ArrayList<>())`
列表转数组	`list.toArray(new String[0])`
判断是否为空	`list.isEmpty()`
获取最大最小值	`Collections.max(list)` / `Collections.min(list)`
列表反转	`Collections.reverse(list)`
列表洗牌	`Collections.shuffle(list)`
替换所有元素	`Collections.replaceAll(list, "old", "new")`
使用 Stream 过滤	`list.stream().filter(s -> s.startsWith("A")).toList()`
使用 Stream 转换	`list.stream().map(String::toUpperCase).toList()`