说说JDK中的List-ArrayList、Vector、LinkedList

为方便开发人员,JDK提供了一套主要数据结构的实现,比如List、Map等。今儿说说List接口。

List接口的一些列实现中,最常用最重要的就是这三个:ArrayList、Vector、LinkedList。

JDK中这三个类的定义:

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializablepublic class Vector<E>extends AbstractList<E>implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializablepublic class LinkedList<E>extends AbstractSequentialList<E>implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable

从这三个类定义就可以看出一些信息:

下面详细说说这三个List实现。

这三个里面,免备案空间,ArrayList和Vector使用了数组的实现,相当于封装了对数组的操作。这也正是他们能够支持快速随机访问的原因,多说一句,JDK中所有基于数组实现的数据结构都能够支持快速随机访问。

ArrayList和Vector的实现上几乎都使用了相同的算法,他们的主要区别就是ArrayList没有对任何一个方法做同步,所以不是线程安全的;而Vector中大部分方法都做了线程同步,是线程安全的。

LinkedList使用的是双向循环链表的数据结构。由于是基于链表的,所以是没法实现随机访问的,只能顺序访问,这也正式它没有实现RandomAccess接口的原因。

正式由于ArrayList、Vector和LinkedList所采用的数据结构不同,注定他们适用的是完全不同的场景。

通过阅读这几个类的源码,我们可以看到他们实现的不同。ArrayList和Vector基本一样,我们就拿ArrayList和LinkedList做对比。

在末尾增加一个元素

ArrayList中的add方法实现如下:

add(E e) {elementData[size++] = e;;5}

这个方法做两件事情,首先确保数组空间足够大,然后在数组末尾增加元素并且通过后++使得完成size+1。

从这个代码可以看出,如果数组空间足够大,那么只是数组的add操作就是O(1)的性能,非常高效。

在看看ensureCapacityInternal这个方法的实现:

ensureCapacityInternal(int minCapacity) { 2modCount++;(minCapacity – elementData.length > 0) 5 grow(minCapacity); 6 }grow(int minCapacity) {oldCapacity = elementData.length;11int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);12if (newCapacity – minCapacity < 0)13newCapacity = minCapacity;14if (newCapacity – MAX_ARRAY_SIZE > 0)15newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);18}

可以看出,如果数组空间不够,那么这个方法就会做数组扩容和数组复制操作,看第11行,JDK利用移位运算符进行扩容计算,>>1右移一位表示除2,所以newCapacity就是扩容为原来的1.5倍。

PS:这里的代码都是JDK1.7中的实现,JDK1.7对1.6的很多代码做了优化,比如上面这段扩容代码,在JDK1.6中第11行是直接除2,显然,移位运算要更高效。

在看看LinkedList中的add方法:

add(E e) { 2 linkLast(e);; 4 } linkLast(E e) { 7final Node<E> l = last; 8final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null); 9last = newNode;10if (l == null)11first = newNode;l.next = newNode;14size++;15modCount++;16}

1Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {2this.item = element;3this.next = next;4this.prev = prev;5}

从这段add代码可以看出,LinkedList由于使用了链表,所以不需要进行扩容,直接把元素加到链表最后,把新元素的前驱指向之前的last元素,并把last元素指向新元素就ok。这也是一个O(1)的性能。

测试一下:

main(String[] args) {begin = System.currentTimeMillis();List<Object> list = new LinkedList<Object>(); 7Object obj = new Object(); 8for(int i=0; i<50000; i++){ 9 list.add(obj);10 }end = System.currentTimeMillis();13long time = end – begin;14System.out.println(time+””);15 16}

分别对ArrayList和LinkedList做末尾add操作,循环50000次,ArrayList耗时6ms,而LinkedList耗时8ms,虚拟主机,这是由于LinkedList在add时候需要更多的对象创建和赋值操作。

在任意位置插入元素

ArrayList中的实现如下:

努力爱一个人。付出,不一定会有收获;

说说JDK中的List-ArrayList、Vector、LinkedList

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