聲明,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)知識凶异。
現(xiàn)在這篇主要講List集合的三個(gè)子類:
ArrayList
底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是數(shù)組售淡。線程不安全
LinkedList
底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是鏈表理张。線程不安全
Vector
底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是數(shù)組。線程安全
這篇主要來看看它們比較重要的方法是如何實(shí)現(xiàn)的召廷,需要注意些什么凳厢,最后比較一下哪個(gè)時(shí)候用哪個(gè)~
一、ArrayList解析
首先竞慢,我們來講解的是ArrayList集合先紫,它是我們用得非常非常多的一個(gè)集合~
首先,我們來看一下ArrayList的屬性:
根據(jù)上面我們可以清晰的發(fā)現(xiàn):ArrayList底層其實(shí)就是一個(gè)數(shù)組筹煮,ArrayList中有擴(kuò)容這么一個(gè)概念遮精,正因?yàn)樗鼣U(kuò)容,所以它能夠實(shí)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:
1.3Add方法
add方法可以說是ArrayList比較重要的方法了败潦,我們來總覽一下:
1.3.1add(E e)
步驟:
檢查是否需要擴(kuò)容
插入元素
首先本冲,我們來看看這個(gè)方法:
publicbooleanadd(E e){
ensureCapacityInternal(size +1);// Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
returntrue;
}
該方法很短,我們可以根據(jù)方法名就猜到他是干了什么:
確認(rèn)list容量劫扒,嘗試容量加1檬洞,看看有無必要
添加元素
接下來我們來看看這個(gè)小容量(+1)是否滿足我們的需求:
隨后調(diào)用ensureExplicitCapacity()來確定明確的容量,我們也來看看這個(gè)方法是怎么實(shí)現(xiàn)的:
所以粟关,接下來看看grow()是怎么實(shí)現(xiàn)的~
進(jìn)去看copyOf()方法:
到目前為止疮胖,我們就可以知道add(E e)的基本實(shí)現(xiàn)了:
首先去檢查一下數(shù)組的容量是否足夠
擴(kuò)容到原來的1.5倍
第一次擴(kuò)容后,如果容量還是小于minCapacity闷板,就將容量擴(kuò)充為minCapacity澎灸。
足夠:直接添加
不足夠:擴(kuò)容
1.3.2add(int index, E element)
步驟:
檢查角標(biāo)
空間檢查,如果有需要進(jìn)行擴(kuò)容
插入元素
我們來看看插入的實(shí)現(xiàn):
我們發(fā)現(xiàn)遮晚,與擴(kuò)容相關(guān)ArrayList的add方法底層其實(shí)都是arraycopy()來實(shí)現(xiàn)的
看到arraycopy()性昭,我們可以發(fā)現(xiàn):該方法是由C/C++來編寫的,并不是由Java實(shí)現(xiàn):
總的來說:arraycopy()還是比較可靠高效的一個(gè)方法县遣。
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
// 檢查角標(biāo)
privatevoidrangeCheck(intindex){
if(index >= size)
thrownewIndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
// 返回元素
EelementData(intindex){
return(E) elementData[index];
}
1.5 set方法
步驟:
檢查角標(biāo)
替代元素
返回舊值
1.6remove方法
步驟:
檢查角標(biāo)
刪除元素
計(jì)算出需要移動的個(gè)數(shù)糜颠,并移動
設(shè)置為null,讓Gc回收
1.7細(xì)節(jié)再說明
ArrayList是基于動態(tài)數(shù)組實(shí)現(xiàn)的萧求,在增刪時(shí)候其兴,需要數(shù)組的拷貝復(fù)制。
ArrayList的默認(rèn)初始化容量是10夸政,每次擴(kuò)容時(shí)候增加原先容量的一半元旬,也就是變?yōu)樵瓉淼?.5倍
刪除元素時(shí)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。它能存放null值匀归。
參考資料:
https://blog.csdn.net/panweiwei1994/article/details/76760238
https://zhuanlan.zhihu.com/p/27878015
二坑资、Vector與ArrayList區(qū)別
Vector是jdk1.2的類了,比較老舊的一個(gè)集合類穆端。
Vector底層也是數(shù)組袱贮,與ArrayList最大的區(qū)別就是:同步(線程安全)
Vector是同步的,我們可以從方法上就可以看得出來~
在要求非同步的情況下体啰,我們一般都是使用ArrayList來替代Vector的了~
如果想要ArrayList實(shí)現(xiàn)同步攒巍,可以使用Collections的方法:List list = Collections.synchronizedList(new ArrayList(...));,就可以實(shí)現(xiàn)同步了~
還有另一個(gè)區(qū)別:
ArrayList在底層數(shù)組不夠用時(shí)在原來的基礎(chǔ)上擴(kuò)展0.5倍狡赐,Vector是擴(kuò)展1倍窑业。、
Vector源碼的解析可參考:
https://blog.csdn.net/panweiwei1994/article/details/76972890
https://zhuanlan.zhihu.com/p/28241176
三枕屉、LinkedList解析
理解了單向鏈表常柄,雙向鏈表也就不難了。
從結(jié)構(gòu)上搀擂,我們還看到了LinkedList實(shí)現(xiàn)了Deque接口西潘,因此,我們可以操作LinkedList像操作隊(duì)列和棧一樣~
LinkedList變量就這么幾個(gè)哨颂,因?yàn)槲覀儾僮鲉蜗蜴湵淼臅r(shí)候也發(fā)現(xiàn)了:有了頭結(jié)點(diǎn)喷市,其他的數(shù)據(jù)我們都可以獲取得到了。(雙向鏈表也同理)
3.1構(gòu)造方法
LinkedList的構(gòu)造方法有兩個(gè):
3.2add方法
如果做過鏈表的練習(xí)威恼,對于下面的代碼并不陌生的~
add方法實(shí)際上就是往鏈表最后添加元素
publicbooleanadd(E e){
linkLast(e);
returntrue;
}
voidlinkLast(E e){
finalNode l = last;
finalNode newNode =newNode<>(l, e,null);
last = newNode;
if(l ==null)
first = newNode;
else
l.next = newNode;
size++;
modCount++;
}
3.3remove方法
實(shí)際上就是下面那個(gè)圖的操作:
3.4get方法
可以看到get方法實(shí)現(xiàn)就兩段代碼:
publicEget(intindex){
checkElementIndex(index);
returnnode(index).item;
}
我們進(jìn)去看一下具體的實(shí)現(xiàn)是怎么樣的:
3.5set方法
set方法和get方法其實(shí)差不多品姓,根據(jù)下標(biāo)來判斷是從頭遍歷還是從尾遍歷
publicEset(intindex, E element){
checkElementIndex(index);
Node x = node(index);
E oldVal = x.item;
x.item = element;
returnoldVal;
}
……LinkedList的方法比ArrayList的方法多太多了,這里我就不一一說明了箫措。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
四腹备、總結(jié)
其實(shí)集合的源碼看起來并不是很困難,遇到問題可以翻一翻斤蔓,應(yīng)該是能夠看懂的~
ArrayList植酥、LinkedList、Vector算是在面試題中比較常見的的知識點(diǎn)了弦牡。下面我就來做一個(gè)簡單的總結(jié):
ArrayList:
底層實(shí)現(xiàn)是數(shù)組
ArrayList的默認(rèn)初始化容量是10友驮,每次擴(kuò)容時(shí)候增加原先容量的一半,也就是變?yōu)樵瓉淼?.5倍
在增刪時(shí)候驾锰,需要數(shù)組的拷貝復(fù)制(navite 方法由C/C++實(shí)現(xiàn))
LinkedList:
底層實(shí)現(xiàn)是雙向鏈表[雙向鏈表方便實(shí)現(xiàn)往前遍歷]
Vector:
底層是數(shù)組卸留,現(xiàn)在已少用,被ArrayList替代椭豫,原因有兩個(gè):
Vector所有方法都是同步耻瑟,有性能損失买喧。
Vector初始length是10 超過length時(shí) 以100%比率增長,相比于ArrayList更多消耗內(nèi)存匆赃。
參考資料:https://www.zhihu.com/question/31948523/answer/113357347
總的來說:查詢多用ArrayList,增刪多用LinkedList今缚。
ArrayList增刪慢不是絕對的(在數(shù)量大的情況下算柳,已測試):
如果增加元素一直是使用add()(增加到末尾)的話,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姓言,還是ArrayList要快瞬项!
但一般來說:增刪多還是用LinkedList,因?yàn)樯厦娴那闆r是極端的~