List系列集合
前面我们已经把Collection通用的功能学习完了，接下来我们学习Collection下面的一个子体系List集合。如下图所示：
3.1 List集合的常用方法
List集合是索引的，所以多了一些有索引操作的方法，如下图所示：
接下来，我们用代码演示一下这几个方法的效果
public class ListTest1 { public static void main(String[] args) { // 创建一个ArrayList集合对象（有序、有索引、可以重复） List<String> list = new ArrayList<>(); list.add("蜘蛛精"); list.add("至尊宝"); list.add("至尊宝"); list.add("牛夫人"); System.out.println(list); // [蜘蛛精, 至尊宝, 至尊宝, 牛夫人] // 在某个索引位置插入元素 list.add(2, "紫霞仙子"); System.out.println(list); // [蜘蛛精, 至尊宝, 紫霞仙子, 至尊宝, 牛夫人] // 根据索引删除元素, 返回被删除的元素 System.out.println(list.remove(2)); // 紫霞仙子 System.out.println(list);// [蜘蛛精, 至尊宝, 至尊宝, 牛夫人] // 返回集合中指定位置的元素 System.out.println(list.get(3)); // 修改索引位置处的元素，修改后，会返回原数据 System.out.println(list.set(3, "牛魔王")); // 牛夫人 System.out.println(list); // [蜘蛛精, 至尊宝, 至尊宝, 牛魔王] } }3.2 List集合的遍历方式
List集合相比于前面的Collection多了一种可以通过索引遍历的方式，所以List集合遍历方式一共有四种：
普通for循环（只因为List有索引）
迭代器
增强for
Lambda表达式
public class ListTest2 { public static void main(String[] args) { List<String> list = new ArrayList<>(); list.add("蜘蛛精"); list.add("至尊宝"); list.add("糖宝宝"); // 1.普通for循环 for(int i = 0; i< list.size(); i++){ //i = 0, 1, 2 String e = list.get(i); System.out.println(e); } System.out.println("--------------"); // 2.增强for遍历 for(String s : list){ System.out.println(s); } System.out.println("--------------"); // 3.迭代器遍历 Iterator<String> it = list.iterator(); while(it.hasNext()){ String s = it.next(); System.out.println(s); } System.out.println("--------------"); // 4.lambda表达式遍历 list.forEach(s -> System.out.println(s)); } }3.3 ArrayList底层的原理(面试题)
为了让同学们更加透彻的理解ArrayList集合，接下来，学习一下ArrayList集合的底层原理。
ArrayList集合底层（存储、组织数据的方式）是基于数组结构实现的，也就是说当你往集合容器中存储元素时，底层本质上是往数组中存储元素。 特点如下：
我们知道数组的长度是固定的，但是集合的长度是可变的，这是怎么做到的呢？
集合的底层原理如下：数组扩容，并不是在原数组上扩容（原数组是不可以扩容的），底层是创建一个新数组，然后把原数组中的元素全部复制到新数组中去。
3.4 ArrayList的应用场景
应用场景: 1、ArrayList适合: 根据索引查询数据，比如根据随机索引取数据(高效)! 或者数据量不是很大时! 2、ArrayList不适合: 数据量大的，同时又要频繁的进行增删操作!
总结: 1、List系列集合的特点是什么？ ArrayList、LinekdList ：有序，可重复，有索引。 2、ArrayList集合的底层是基于什么实现的, 有什么特点呢？ 数组 特点: 查询快, 增删慢 3、ArrayList集合适合什么业务场景？不适合什么业务场景? ArrayList适合: 根据索引查询数据，比如根据随机索引取数据(高效)! 或者数据量不是很大时! ArrayList不适合: 数据量大的，同时又要频繁的进行增删操作!
3.5 LinkedList底层原理
学习完ArrayList底层原理之后，接下来我们看一下LinkedList集合的底层原理。
LinkedList底层是链表结构，基于双链表实现的。
链表结构是由一个一个的节点组成，一个节点由数据值、下一个元素的地址组成。如下图所示:
假如，现在要在B节点和D节点中间插入一个元素，只需要把B节点指向D节点的地址断掉，重新指向新的节点地址就可以了。如下图所示：假如，现在想要把D节点删除，只需要让C节点指向E节点的地址，然后把D节点指向E节点的地址断掉。此时D节点就会变成垃圾，会被垃圾回收器清理掉。
上面的链表是单向链表，它的方向是从头节点指向尾节点的，只能从左往右查找元素，这样查询效率比较慢；还有一种链表叫做双向链表，不光可以从左往右找，还可以从右往左找。如下图所示：
LinkedList集合是基于双向链表实现了，为什么它会对首尾元素进行增删改查的速度是极快的，因为双向链表是有头结点地址和尾结点地址, 通过头结点地址和尾结点地址可以快速的找到第一个元素
和最后一个元素，那么在头和尾节点进行增删速度肯定是极快的，比如在尾结点后加一个元素，让尾结点指向新加的元素，那么新加的元素就是尾结点，头结点同理可知，如果删除尾结点，尾结点一旦删除倒数第二个就是尾结点，所以说首尾元素进行增删改查的速度是极快的，但是对中间的数据还是需要找到对应节点位置才可以操作。
所以相对于ArrayList新增了一些可以针对头尾进行操作的方法，如下图示所示：
3.6 LinkedList集合的应用场景
刚才我们学习了LinkedList集合，那么LinkedList集合有什么用呢？可以用它来设计栈结构、队列结构。
我们先来认识一下队列结构，队列结构你可以认为是一个上端开口就是入队，下端也开口的管子的形状就是出队。元素从上端入队列，从下端出队列。所以队列的特点就是先进先出，后进后出。
入队列可以调用LinkedList集合的addLast方法，出队列可以调用removeFirst()方法.
public class LinkedListTest1 { public static void main(String[] args) { // 创建一个队列：先进先出、后进后出 LinkedList<String> queue = new LinkedList<>(); // 入对列 queue.addLast("第1号人"); queue.addLast("第2号人"); queue.addLast("第3号人"); queue.addLast("第4号人"); System.out.println(queue); // 出队列 System.out.println(queue.removeFirst()); System.out.println(queue.removeFirst()); System.out.println(queue.removeFirst()); System.out.println(queue.removeFirst()); System.out.println(queue); } }有没有感觉栈结构很像，手枪的子弹夹呀！！第一个压进入的子弹在最底下，最后一个才能打出来，最后一个压进入的子弹在最顶上，第一个打出来。
接下来，我们再用LinkedList集合来模拟一下栈结构的效果。还是先来认识一下栈结构长什么样。栈结构可以看做是一个上端开头，下端闭口的水杯的形状。
元素永远是上端进，也从上端出，先进入的元素会压在最底下，所以栈结构的特点是先进后出，后进先出
接着，我们就用LinkedList来模拟下栈结构，代码如下：
public class LinkedListTest2 { public static void main(String[] args) { //创建一个栈对象 LinkedList<String> stack = new LinkedList<>(); // addFirst() /*stack.addFirst("第1颗子弹"); stack.addFirst("第2颗子弹"); stack.addFirst("第3颗子弹"); stack.addFirst("第4颗子弹");*/ // 压栈(push) 等价于 addFirst() stack.push("第1颗子弹"); stack.push("第2颗子弹"); stack.push("第3颗子弹"); stack.push("第4颗子弹"); System.out.println(stack); //[第4颗子弹, 第3颗子弹, 第2颗子弹,第1颗子弹] // removeFirst() /*System.out.println(stack.removeFirst()); System.out.println(stack.removeFirst()); System.out.println(stack.removeFirst()); System.out.println(stack.removeFirst());*/ // 弹栈(pop) 等价于 removeFirst() System.out.println(stack.pop()); System.out.println(stack.pop()); System.out.println(stack.pop()); System.out.println(stack.pop()); //弹栈完了，集合中就没有元素了 System.out.println(stack); //[] } }总结: LinkedList集合的底层原理 基于双链表实现的。 特点：查询慢，增删相对较快，但对首尾元素进行增删改查的速度是极快的。
