List集合就這么簡(jiǎn)單

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(shí)。

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。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。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,需要注意些什么,最后比較一下哪個(gè)時(shí)候用哪個(gè)~

一、ArrayList解析

首先,我們來講解的是ArrayList集合,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,ArrayList中有擴(kuò)容這么一個(gè)概念,正因?yàn)樗鼣U(kuò)容,所以它能夠實(shí)現(xiàn)“動(dòng)態(tài)”增長(zhǎng)

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(duì)不對(duì):

1.3Add方法

add方法可以說是ArrayList比較重要的方法了,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,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,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(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,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,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,就將容量擴(kuò)充為minCapacity。

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),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(),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。

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(dòng)的個(gè)數(shù),并移動(dòng)

設(shè)置為null,讓Gc回收

1.7細(xì)節(jié)再說明

ArrayList是基于動(dòng)態(tài)數(shù)組實(shí)現(xiàn)的,在增刪時(shí)候,需要數(shù)組的拷貝復(fù)制

ArrayList的默認(rèn)初始化容量是10,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

刪除元素時(shí)不會(huì)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。

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,比較老舊的一個(gè)集合類。

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,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,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,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,Vector是擴(kuò)展1倍。

Vector源碼的解析可參考:

https://blog.csdn.net/panweiwei1994/article/details/76972890

https://zhuanlan.zhihu.com/p/28241176

三、LinkedList解析

理解了單向鏈表,雙向鏈表也就不難了。

從結(jié)構(gòu)上,我們還看到了LinkedList實(shí)現(xiàn)了Deque接口,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),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),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),對(duì)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,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。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、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,應(yīng)該是能夠看懂的~

ArrayList、LinkedList、Vector算是在面試題中比較常見的的知識(shí)點(diǎn)了。下面我就來做一個(gè)簡(jiǎn)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,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

增刪時(shí)候,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,現(xiàn)在已少用,被ArrayList替代,原因有兩個(gè):

Vector所有方法都是同步,有性能損失

Vector初始length是10 超過length時(shí) 以100%比率增長(zhǎng),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,增刪多用LinkedList。

ArrayList增刪慢不是絕對(duì)的(在數(shù)量大的情況下,已測(cè)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(dòng)位置】

至于如果刪除的是中間的位置的話,還是ArrayList要快

但一般來說:增刪多還是用LinkedList,因?yàn)樯厦娴那闆r是極端的~

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