前言

聲明浅辙，本文用得是jdk1.8

前一篇已經(jīng)講了Collection的總覽：Collection總覽，介紹了一些基礎(chǔ)知識乞旦。

現(xiàn)在這篇主要講List集合的三個子類：

• ArrayList
  • 底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是數(shù)組偏序。線程不安全
• LinkedList
  • 底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是鏈表。線程不安全
• Vector
  • 底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是數(shù)組改艇。線程安全

這篇主要來看看它們比較重要的方法是如何實現(xiàn)的收班，需要注意些什么，最后比較一下哪個時候用哪個～

看這篇文章之前最好是有點數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)：Java實現(xiàn)單向鏈表谒兄，棧和隊列就是這么簡單摔桦，二叉樹就這么簡單

當(dāng)然了，如果講得有錯的地方還請大家多多包涵并不吝在評論去指正～

一承疲、ArrayList解析

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首先邻耕，我們來講解的是ArrayList集合，它是我們用得非常非常多的一個集合~

首先燕鸽，我們來看一下ArrayList的屬性：

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根據(jù)上面我們可以清晰的發(fā)現(xiàn)：ArrayList底層其實就是一個數(shù)組兄世，ArrayList中有擴容這么一個概念，正因為它擴容啊研，所以它能夠實現(xiàn)“動態(tài)”增長

1.2構(gòu)造方法

我們來看看構(gòu)造方法來印證我們上面說得對不對：

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1.3Add方法

add方法可以說是ArrayList比較重要的方法了御滩，我們來總覽一下：

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1.3.1add(E e)

步驟：

• 檢查是否需要擴容
• 插入元素

首先，我們來看看這個方法：

    public boolean add(E e) {
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        elementData[size++] = e;
        return true;
    }

該方法很短党远，我們可以根據(jù)方法名就猜到他是干了什么：

• 確認list容量削解，嘗試容量加1，看看有無必要
• 添加元素

接下來我們來看看這個小容量(+1)是否滿足我們的需求：

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隨后調(diào)用ensureExplicitCapacity()來確定明確的容量沟娱，我們也來看看這個方法是怎么實現(xiàn)的：

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所以氛驮，接下來看看grow()是怎么實現(xiàn)的~

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進去看copyOf()方法：

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到目前為止，我們就可以知道add(E e)的基本實現(xiàn)了：

• 首先去檢查一下數(shù)組的容量是否足夠
  • 足夠：直接添加
  • 不足夠：擴容
    • 擴容到原來的1.5倍
    • 第一次擴容后济似，如果容量還是小于minCapacity矫废，就將容量擴充為minCapacity。

1.3.2add(int index, E element)

步驟：

• 檢查角標(biāo)
• 空間檢查碱屁，如果有需要進行擴容
• 插入元素

我們來看看插入的實現(xiàn)：

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我們發(fā)現(xiàn)磷脯，與擴容相關(guān)ArrayList的add方法底層其實都是arraycopy()來實現(xiàn)的

看到arraycopy()，我們可以發(fā)現(xiàn)：該方法是由C/C++來編寫的娩脾，并不是由Java實現(xiàn)：

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總的來說：arraycopy()還是比較可靠高效的一個方法赵誓。

參考R大回答：https://www.zhihu.com/question/53749473

1.4 get方法

• 檢查角標(biāo)
• 返回元素

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   // 檢查角標(biāo)
   private void rangeCheck(int index) {
        if (index >= size)
            throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
    }

    // 返回元素
    E elementData(int index) {
        return (E) elementData[index];
    }

1.5 set方法

步驟：

• 檢查角標(biāo)
• 替代元素
• 返回舊值

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1.6remove方法

步驟：

• 檢查角標(biāo)
• 刪除元素
• 計算出需要移動的個數(shù)，并移動
• 設(shè)置為null，讓Gc回收

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1.7細節(jié)再說明

• ArrayList是基于動態(tài)數(shù)組實現(xiàn)的俩功，在增刪時候幻枉，需要數(shù)組的拷貝復(fù)制。
• ArrayList的默認初始化容量是10诡蜓，每次擴容時候增加原先容量的一半熬甫，也就是變?yōu)樵瓉淼?.5倍
• 刪除元素時不會減少容量，若希望減少容量則調(diào)用trimToSize()
• 它不是線程安全的蔓罚。它能存放null值椿肩。

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參考資料：

• https://blog.csdn.net/panweiwei1994/article/details/76760238
• https://zhuanlan.zhihu.com/p/27878015

二、Vector與ArrayList區(qū)別

Vector是jdk1.2的類了豺谈，比較老舊的一個集合類郑象。

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Vector底層也是數(shù)組，與ArrayList最大的區(qū)別就是：同步(線程安全)

Vector是同步的茬末，我們可以從方法上就可以看得出來~

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在要求非同步的情況下厂榛，我們一般都是使用ArrayList來替代Vector的了~

如果想要ArrayList實現(xiàn)同步，可以使用Collections的方法：List list = Collections.synchronizedList(new ArrayList(...));丽惭，就可以實現(xiàn)同步了~

還有另一個區(qū)別：

• ArrayList在底層數(shù)組不夠用時在原來的基礎(chǔ)上擴展0.5倍击奶，Vector是擴展1倍。责掏、

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Vector源碼的解析可參考：

• https://blog.csdn.net/panweiwei1994/article/details/76972890
• https://zhuanlan.zhihu.com/p/28241176

三柜砾、LinkedList解析

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LinkedList底層是雙向鏈表~如果對于鏈表不熟悉的同學(xué)可先看看我的單向鏈表(雙向鏈表的練習(xí)我還沒做)【Java實現(xiàn)單向鏈表】

理解了單向鏈表，雙向鏈表也就不難了拷橘。

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從結(jié)構(gòu)上局义，我們還看到了LinkedList實現(xiàn)了Deque接口喜爷，因此冗疮，我們可以操作LinkedList像操作隊列和棧一樣~

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LinkedList變量就這么幾個，因為我們操作單向鏈表的時候也發(fā)現(xiàn)了：有了頭結(jié)點檩帐，其他的數(shù)據(jù)我們都可以獲取得到了术幔。(雙向鏈表也同理)

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3.1構(gòu)造方法

LinkedList的構(gòu)造方法有兩個：

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3.2add方法

如果做過鏈表的練習(xí)，對于下面的代碼并不陌生的~

• add方法實際上就是往鏈表最后添加元素

    public boolean add(E e) {
        linkLast(e);
        return true;
    }

    void linkLast(E e) {
        final Node<E> l = last;
        final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
        last = newNode;
        if (l == null)
            first = newNode;
        else
            l.next = newNode;
        size++;
        modCount++;
    }

3.3remove方法

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實際上就是下面那個圖的操作：

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3.4get方法

可以看到get方法實現(xiàn)就兩段代碼：

    public E get(int index) {
        checkElementIndex(index);
        return node(index).item;
    }

我們進去看一下具體的實現(xiàn)是怎么樣的：

dGMp3ws.png

3.5set方法

set方法和get方法其實差不多湃密，根據(jù)下標(biāo)來判斷是從頭遍歷還是從尾遍歷

    public E set(int index, E element) {
        checkElementIndex(index);
        Node<E> x = node(index);
        E oldVal = x.item;
        x.item = element;
        return oldVal;
    }

......LinkedList的方法比ArrayList的方法多太多了诅挑，這里我就不一一說明了。具體可參考：

• https://blog.csdn.net/panweiwei1994/article/details/77110354
• https://zhuanlan.zhihu.com/p/24730576
• https://zhuanlan.zhihu.com/p/28373321

四泛源、總結(jié)

其實集合的源碼看起來并不是很困難拔妥，遇到問題可以翻一翻，應(yīng)該是能夠看懂的~

ArrayList达箍、LinkedList没龙、Vector算是在面試題中比較常見的的知識點了。下面我就來做一個簡單的總結(jié)：

ArrayList：

• 底層實現(xiàn)是數(shù)組
• ArrayList的默認初始化容量是10，每次擴容時候增加原先容量的一半硬纤，也就是變?yōu)樵瓉淼?.5倍
• 在增刪時候解滓，需要數(shù)組的拷貝復(fù)制(navite 方法由C/C++實現(xiàn))

LinkedList：

• 底層實現(xiàn)是雙向鏈表[雙向鏈表方便實現(xiàn)往前遍歷]

Vector：

• 底層是數(shù)組，現(xiàn)在已少用筝家，被ArrayList替代洼裤，原因有兩個：
  • Vector所有方法都是同步，有性能損失溪王。
  • Vector初始length是10 超過length時 以100%比率增長腮鞍，相比于ArrayList更多消耗內(nèi)存。
  • 參考資料：https://www.zhihu.com/question/31948523/answer/113357347

總的來說：查詢多用ArrayList莹菱，增刪多用LinkedList缕减。

ArrayList增刪慢不是絕對的(在數(shù)量大的情況下，已測試)：

• 如果增加元素一直是使用add()(增加到末尾)的話芒珠，那是ArrayList要快
• 一直刪除末尾的元素也是ArrayList要快【不用復(fù)制移動位置】
• 至于如果刪除的是中間的位置的話桥狡，還是ArrayList要快！

但一般來說：增刪多還是用LinkedList皱卓，因為上面的情況是極端的~

參考資料：

• https://blog.csdn.net/panweiwei1994/article/details/76555359
• https://zhuanlan.zhihu.com/p/28216267
• 《Core Java》

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