线性容器实现能按顺序访问的数据结构,其底层主要通过数组实现,包括ArrayList、Vector、List、LinkedList、Deque、Queue、Stack七种。

线性容器,充分考虑了数据访问的速度,运行时(Runtime)通过一条字节码指令就可以完成增、删、改、查等操作。

各线性容器类型特征对比

类名特征及建议使用场景
ArrayList动态数组,占用一片连续的内存空间。需要频繁读取元素时推荐使用。
List单向链表,占用的空间可以不连续。需要频繁的插入删除元素且需要使用单向链表时推荐使用。
LinkedList双向链表,占用的空间可以不连续。需要频繁的插入删除元素且需要使用双向链表时推荐使用。
Deque双端队列,可以从容器头尾进行进出元素操作,占用一片连续的内存空间。需要频繁访问、操作头尾元素时推荐使用。
Queue队列,从容器尾部插入元素,从容器头部弹出元素,占用一片连续的内存空间。一般符合先进先出的场景可以使用。
Stack栈,只能从容器的一端进行插入删除操作,占用一片连续的内存空间。一般符合先进后出的场景可以使用。
Vector动态数组,占用一片连续的内存空间。该类型已不再维护,推荐使用ArrayList。

ArrayList

[ArrayList]即动态数组,可用来构造全局的数组对象。 当需要频繁读取集合中的元素时,推荐使用ArrayList。

ArrayList依据泛型定义,要求存储位置是一片连续的内存空间,初始容量大小为10,并支持动态扩容,每次扩容大小为原始容量的1.5倍。

ArrayList进行增、删、改、查操作的常用API如下:

操作方法描述
增加元素add(element: T)在数组尾部增加一个元素。
增加元素insert(element: T, index: number)在指定位置插入一个元素。
访问元素arr[index: number]获取指定index对应的value值,通过指令获取保证访问速度。
访问元素forEach(callbackFn: (value: T, index?: number, arrlist?: ArrayList) => void, thisArg?: Object)访问整个ArrayList容器的元素。
访问元素Symbol.iterator:IterableIterator创建迭代器以进行数据访问。
修改元素arr[index] = xxx修改指定index位置对应的value值。
删除元素remove(element: T)删除第一个匹配到的元素。
删除元素removeByRange(fromIndex: number, toIndex:number)删除指定范围内的元素。

List

[List]可用来构造一个单向链表对象,即只能通过头结点开始访问到尾节点。List依据泛型定义,在内存中的存储位置可以是不连续的。

List和[LinkedList]相比,LinkedList是双向链表,可以快速地在头尾进行增删,而List是单向链表,无法双向操作。

当需要频繁的插入删除元素,并且需要使用单向链表时,推荐使用List高效操作。

可以通过get/set等接口对存储的元素进行修改,List进行增、删、改、查操作的常用API如下:

操作方法描述
增加元素add(element: T)在数组尾部增加一个元素。
增加元素insert(element: T, index: number)在指定位置插入一个元素。
访问元素get(index: number)获取指定index位置对应的元素。
访问元素list[index: number]获取指定index位置对应的元素,但会导致未定义结果。
访问元素getFirst()获取第一个元素。
访问元素getLast()获取最后一个元素。
访问元素getIndexOf(element: T)获取第一个匹配指定元素的位置。
访问元素getLastIndexOf(element: T)获取最后一个匹配指定元素的位置。
访问元素forEach(callbackfn: (value:T, index?: number, list?: List)=> void,thisArg?: Object)遍历访问整个List容器的元素。
访问元素Symbol.iterator:IterableIterator创建迭代器以进行数据访问。
修改元素set(index:number, element: T)修改指定index位置的元素值为element。
修改元素list[index] = element修改指定index位置的元素值为element,但会导致未定义结果。
修改元素replaceAllElements(callbackFn:(value: T,index?: number,list?: List)=>T,thisArg?: Object)对List内元素进行逐个替换。
删除元素remove(element: T)删除第一个匹配到的元素。
删除元素removeByIndex(index:number)删除index位置对应的元素。

LinkedList

[LinkedList]可用来构造一个双向链表对象,可以在某一节点向前或者向后遍历List。LinkedList依据泛型定义,在内存中的存储位置可以是不连续的。

LinkedList和[List]相比,LinkedList是双向链表,可以快速地在头尾进行增删,而List是单向链表,无法双向操作。

LinkedList和[ArrayList]相比,插入数据效率LinkedList优于ArrayList,而查询效率ArrayList优于LinkedList。

当需要频繁的插入删除元素,并且需要使用双向链表时,推荐使用LinkedList高效操作。

可以通过get/set等接口对存储的元素进行修改,LinkedList进行增、删、改、查操作的常用API如下:

操作方法描述
增加元素add(element: T)在数组尾部增加一个元素。
增加元素insert(element: T, index: number)在指定位置插入一个元素。
访问元素get(index: number)获取指定index位置对应的元素。
访问元素list[index: number]获取指定index位置对应的元素,但会导致未定义结果。
访问元素getFirst()获取第一个元素。
访问元素getLast()获取最后一个元素。
访问元素getIndexOf(element: T)获取第一个匹配指定元素的位置。
访问元素getLastIndexOf(element: T)获取最后一个匹配指定元素的位置。
访问元素forEach(callbackFn: (value: T, index?: number, list?: LinkedList) => void, thisArg?: Object)遍历访问整个LinkedList容器的元素。
访问元素Symbol.iterator:IterableIterator创建迭代器以进行数据访问。
修改元素set(index:number, element: T)修改指定index位置的元素值为element。
修改元素list[index] = element修改指定index位置的元素值为element,但会导致未定义结果。
删除元素remove(element: T)删除第一个匹配到的元素。
删除元素removeByIndex(index:number)删除index位置对应的元素。

Deque

[Deque]可用来构造双端队列对象,存储元素遵循先进先出以及先进后出的规则,双端队列可以分别从队头或者队尾进行访问。

Deque依据泛型定义,要求存储位置是一片连续的内存空间,其初始容量大小为8,并支持动态扩容,每次扩容大小为原始容量的2倍。Deque底层采用循环队列实现,入队及出队操作效率都比较高。

Deque和[Queue]相比,Deque允许在两端执行增删元素的操作,Queue只能在头部删除元素,尾部增加元素。

Deque和[Vector]相比,它们都支持在两端增删元素,但Deque不能进行中间插入的操作。对头部元素的插入删除效率高于Vector,而Vector访问元素的效率高于Deque。

需要频繁在集合两端进行增删元素的操作时,推荐使用Deque。

Deque进行增、删、改、查操作的常用API如下:

操作方法描述
增加元素insertFront(element: T)在头部增加一个元素。
增加元素insertEnd(element: T)在尾部增加一个元素。
访问元素getFirst()获取第一个元素,不进行出队操作。
访问元素getLast()获取最后一个元素,不进行出队操作。
访问元素popFirst()获取第一个元素,并进行出队操作。
访问元素popLast()获取最后一个元素,并进行出队操作。
访问元素forEach(callbackFn:(value: T, index?: number, deque?: Deque) => void, thisArg?: Object)遍历访问整个Deque容器的元素。
访问元素Symbol.iterator:IterableIterator创建迭代器以进行数据访问。
修改元素forEach(callbackFn:(value: T, index?: number, deque?: Deque)=> void, thisArg?: Object)通过遍历修改整个Deque容器的元素。
删除元素popFirst()对队首元素进行出队操作并删除。
删除元素popLast()对队尾元素进行出队操作并删除。

Queue

[Queue]可用来构造队列对象,存储元素遵循先进先出的规则。

Queue依据泛型定义,要求存储位置是一片连续的内存空间,初始容量大小为8,并支持动态扩容,每次扩容大小为原始容量的2倍。

Queue底层采用循环队列实现,入队及出队操作效率都比较高。

Queue和[Deque]相比,Queue只能在一端删除一端增加,Deque可以两端增删。

一般符合先进先出的场景可以使用Queue。

Queue进行增、删、改、查操作的常用API如下:

操作方法描述
增加元素add(element: T)在尾部增加一个元素。
访问元素getFirst()获取队首元素,不进行出队操作。
访问元素pop()获取队首元素,并进行出队操作。
访问元素forEach(callbackFn: (value: T, index?: number, queue?: Queue) => void,thisArg?: Object)遍历访问整个Queue容器的元素。
访问元素Symbol.iterator:IterableIterator创建迭代器以进行数据访问。
修改元素forEach(callbackFn: (value: T, index?: number, queue?: Queue) => void,thisArg?: Object)通过遍历修改整个Queue容器的元素。
删除元素pop()对队首元素进行出队操作并删除。

Stack

[Stack]可用来构造栈对象,存储元素遵循先进后出的规则。

Stack依据泛型定义,要求存储位置是一片连续的内存空间,初始容量大小为8,并支持动态扩容,每次扩容大小为原始容量的1.5倍。Stack底层基于数组实现,入栈出栈均从数组的一端操作。

Stack和[Queue]相比,Queue基于循环队列实现,只能在一端删除,另一端插入,而Stack都在一端操作。

一般符合先进后出的场景可以使用Stack。

Stack进行增、删、改、查操作的常用API如下:

操作方法描述
增加元素push(item: T)在栈顶增加一个元素。
访问元素peek()获取栈顶元素,不进行出队操作。
访问元素pop()获取栈顶元素,并进行出队操作。
访问元素locate(element: T)获取元素对应的位置。
访问元素forEach(callbackFn: (value: T, index?: number, stack?: Stack) => void, thisArg?: Object)遍历访问整个Stack容器的元素。
访问元素Symbol.iterator:IterableIterator创建迭代器以进行数据访问。
修改元素forEach(callbackFn: (value: T, index?: number, stack?: Stack) => void, thisArg?: Object)通过遍历修改整个Stack容器的元素。
删除元素pop()对栈顶元素进行出队操作并删除。

Vector

[Vector]是指连续存储结构,可用来构造全局的数组对象。Vector依据泛型定义,要求存储位置是一片连续的内存空间,初始容量大小为10,并支持动态扩容,每次扩容大小为原始容量的2倍。

Vector和[ArrayList]相似,都是基于数组实现,但Vector提供了更多操作数组的接口。Vector在支持操作符访问的基础上,还增加了get/set接口,提供更为完善的校验及容错机制,满足用户不同场景下的需求。

Vector进行增、删、改、查操作的常用API如下:

操作方法描述
增加元素add(element: T)在数组尾部增加一个元素。
增加元素insert(element: T, index: number)在指定位置插入一个元素。
访问元素get(index: number)获取指定index位置对应的元素。
访问元素vec[index: number]获取指定index位置对应的元素,通过指令获取保证访问速度。
访问元素getFirst()获取第一个元素。
访问元素getLastElement()获取最后一个元素。
访问元素getIndexOf(element: T)获取第一个匹配指定元素的位置。
访问元素getLastIndexOf(element: T)获取最后一个匹配指定元素的位置。
访问元素forEach(callbackFn: (value: T, index?: number, Vector?: Vector) => void, thisArg?: Object)遍历访问整个Vector容器的元素。
访问元素Symbol.iterator:IterableIterator创建迭代器以进行数据访问。
修改元素set(index:number, element: T)修改指定index位置的元素值为element。
修改元素vec[index] = element修改指定index位置的元素值为element。
修改元素replaceAllElements(callbackFn:(value: T,index?: number,list?: List)=>T,thisArg?: Object)对Vector内元素进行逐个替换。
修改元素setLength(newSize:number)设置Vector的长度大小。
删除元素remove(element: T)删除第一个匹配到的元素。
删除元素removeByIndex(index:number)删除index位置对应的元素。
删除元素removeByRange(fromIndex:number,toIndex:number)删除指定范围内的元素。

线性容器的使用

此处列举常用的线性容器ArrayList、Deque、Stack、List的使用示例,包括导入模块、增加元素、访问元素及修改等操作。示例代码如下所示:

// ArrayList
import { ArrayList } from '@kit.ArkTS'; // 导入ArrayList模块

let arrayList1: ArrayList<string> = new ArrayList();
arrayList1.add('a'); // 增加一个值为'a'的元素
let arrayList2: ArrayList<number> = new ArrayList();
arrayList2.add(1); // 增加一个值为1的元素
console.info(`result: ${arrayList2[0]}`); // 访问索引为0的元素。输出:result: 1
arrayList1[0] = 'one'; // 修改索引为0的元素
console.info(`result: ${arrayList1[0]}`); // 输出:result: one

// Deque
import { Deque } from '@kit.ArkTS'; // 导入Deque模块

let deque1: Deque<string> = new Deque();
deque1.insertFront('a'); // 头部增加一个值为'a'的元素
let deque2: Deque<number> = new Deque();
deque2.insertFront(1); // 头部增加一个值为1的元素
console.info(`result: ${deque2.getFirst()}`); // 访问队列首部的元素。输出:result: 1
deque1.insertEnd('one'); // 尾部增加一个值为'one'的元素
console.info(`result: ${deque1.getLast()}`); // 访问队列尾部的元素。输出:result: one

// Stack
import { Stack } from '@kit.ArkTS'; // 导入Stack模块

let stack1: Stack<string> = new Stack();
stack1.push('a'); // 向栈里增加一个值为'a'的元素
let stack2: Stack<number> = new Stack();
stack2.push(1); // 向栈里增加一个值为1的元素
console.info(`result: ${stack1.peek()}`); // 访问栈顶元素。输出:result: a
console.info(`result: ${stack2.pop()}`); // 删除栈顶元素并返回该删除元素。输出:result: 1
console.info(`result: ${stack2.length}`); // 输出:result: 0

// List
import { List } from '@kit.ArkTS'; // 导入List模块

let list1: List<string> = new List();
list1.add('a'); // 增加一个值为'a'的元素
let list2: List<number> = new List();
list2.insert(0, 0); // 在0号位置插入(增加)一个值为0的元素
let list3: List<Array<number>> = new List();
let b2 = [1, 2, 3];
list3.add(b2); // 增加一个Array类型的元素
console.info(`result: ${list1[0]}`); // 访问索引为0的元素。输出:result: a
console.info(`result: ${list3.get(0)}`); // 访问索引为0的元素。输出:result: 1,2,3
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