java集合的实现细节--ArrayList和LinkedList
ArrayList和LinkedList的实现差异
List代表一种线性表的数据结构,ArrayList则是一种顺序存储的线性表,ArrayList底层采用动态数组的形式保存每一个集合元素,LinkedList则是一种链式存储的线性表,其本质上就是一个双向链表,它不仅实现了List接口,还实现了Deque接口,Deque代表了一种双端队列,既具有队列(FIFO)的特性,也具有栈(FILO)的特性,也就是说,LinkedList既可以当成双向链表使用,也可以当成队列使用,还可以当成栈来使用。
public class LinkedList<E>
extends AbstractSequentialList<E>
implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable
ArrayList底层采用一个elementData数组来保存所有集合元素,因此ArrayList在插入元素时需要完成两件事情:
①、保证ArrayList底层封装的数组长度大于集合元素的个数
②、将插入位置之后的所有数组元素“整体搬家”,向后移动一“格”
当删除ArrayList集合中指定位置的元素时,程序也要进行“整体搬家”,而且还需要将被删除索引处的数组元素赋值为null,下面是ArrayList集合的remove(int index)方法的源代码。
public E remove(int index) {
rangeCheck(index); modCount++;
E oldValue = elementData(index); int numMoved = size - index - 1;
if (numMoved > 0)
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
numMoved);
elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work return oldValue;
}
对于ArrayList集合而言,当程序向ArrayList中添加、删除集合元素时,ArrayList底层都是需要对数组进行“整体搬家”,因此性能很差。
但如果程序调用get(int index)方法取出ArrayList集合中的元素时,性能和数组几乎相同,效率非常快。下面是ArrayList集合的get(int index)方法的源代码。
E elementData(int index) {
return (E) elementData[index];
} public E get(int index) {
rangeCheck(index);
return elementData(index);
}
LinkedList本质上是一个双向链表,因此它使用内部类来保存每一个集合元素。
private static class Node<E> {
//集合元素
E item;
//保存指向下一个链表节点的引用
Node<E> next;
//保存指向上一个链表节点的引用
Node<E> prev;
//普通构造器
Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
this.item = element;
this.next = next;
this.prev = prev;
}
}
从上面程序中的粗体字代码可以看出,一个Node对象代表双向链表的一个节点,该对象中的next变量指向下一个节点,previous子指向上一个节点。
由于LinkedList采用双向链表来保存集合元素,因此它在添加集合元素时,只要对链表进行插入即可。下面是LinkedList添加节点的源码。
public void add(int index, E element) {
checkPositionIndex(index); if (index == size)
linkLast(element);
else
linkBefore(element, node(index));
}
从上面代码看出,由于Linked本质上就是一个双向链表,因此它非常方便的在指定节点之前插入新节点。
上面add(int index,E element)方法实现中用到了以下三个方法。
①、node(int index):搜索指定索引出的元素
②、linkLast(E e):将e新节点插入到最后
③、linkBefore(E e,Node<E> succ):在succ节点之前插入e新节点
node(int index)实际上就是get(int index)方法的底层实现。Linked必须逐个元素的搜索,直到找到第index个元素为止。node(int index)采用二分法的方式进行查找,以下是该方法的源代码。
Node<E> node(int index) {
// assert isElementIndex(index);
//如果index小于size/2
if (index < (size >> 1)) {
Node<E> x = first;
for (int i = 0; i < index; i++)
x = x.next;
return x;
} else {
Node<E> x = last;
for (int i = size - 1; i > index; i--)
x = x.prev;
return x;
}
}
上面的node(int index)方法就是逐个元素的找到index索引处的元素,只是由于LinkedList是一个双向链表,因此程序先根据index的值判断它离链表头近还是离链表尾近,如果离链表头近则从头端开始搜索,如果离链表尾近则从尾端开始搜素。
Linked的get(int index)方法只是对上面node(int index)方法的简单包装。get(int index)方法的源代码如下。
public E get(int index) {
checkElementIndex(index);
return node(index).item;
}
但单纯的插入操作就比较简单了,只要修改几个节点里面的previous、next引用的值即可。下面是linkedbefore(E e, Node<E> succ)方法的源代码。
void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
// assert succ != null;
final Node<E> pred = succ.prev;
final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);
succ.prev = newNode;
if (pred == null)
first = newNode;
else
pred.next = newNode;
size++;
modCount++;
}
如果只是单纯的添加某个节点,那么LinkedList的性能是非常好的,但如果需要向某个指定索引处添加节点,LinkedList必须先找到指定索引处的节点,这个搜索过程的系统开销并不小,因此LinkedList的add(int index,E e)方法的性能并不是特别好。如果只使用LinkedList的addFrist(E e)、addLast(E e)、offerFrist(E e)、offerLast(E e)、pollFrist(E e)、pollLast(E e)的话,性能是非常好的,因为可以避免搜索过程。
类似的,LinkedList为了实现remove(int index)方法,也必须先通过node(int index)方法找到index索引处的节点,然后修改它前一个节点的next引用,以及后一个节点的previous引用,下面是该方法的源代码。
public E remove(int index) {
checkElementIndex(index);
return unlink(node(index));
} E unlink(Node<E> x) {
// assert x != null;
final E element = x.item;
final Node<E> next = x.next;
final Node<E> prev = x.prev; if (prev == null) {
first = next;
} else {
prev.next = next;
x.prev = null;
} if (next == null) {
last = prev;
} else {
next.prev = prev;
x.next = null;
} x.item = null;
size--;
modCount++;
return element;
}
综上所述,ArrayList、LinkedList有各自适用的场景,大部分情况下,ArrayList的性能总是优于Linkedlist,因此绝大部分都应该考虑使用ArrayList集合。但如果程序荆楚需要添加、删除元素,尤其是经常需要add(E e)方法向集合中添加元素,则应该考虑使用LinkedList集合了。
java集合的实现细节--ArrayList和LinkedList的更多相关文章
- java——集合、泛型、ArrayList、LinkedList、foreach循环、模拟ktv点歌系统
集合:一系列特殊的类,这些类可以存储任意类型的对象,长度可变,集合类都在java.util包中. 但是集合记不住对象的类型,当把对象从集合中取出时这个对象的编译类型就变成了Object类型.这样在取元 ...
- Java集合系列(二):ArrayList、LinkedList、Vector的使用方法及区别
本篇博客主要讲解List接口的三个实现类ArrayList.LinkedList.Vector的使用方法以及三者之间的区别. 1. ArrayList使用 ArrayList是List接口最常用的实现 ...
- java集合【12】——— ArrayList,LinkedList,Vector的相同点与区别是什么?
目录 特性列举 底层存储结构不同 线程安全性不同 默认的大小不同 扩容机制 迭代器 增删改查的效率 总结一下 要想回答这个问题,可以先把各种都讲特性,然后再从底层存储结构,线程安全,默认大小,扩容机制 ...
- java 集合之实现类ArrayList 和 LinkedList
List 的方法列表 方法名 功能说明 ArrayList() 构造方法,用于创建一个空的数组列表 add(E e) 将指定的元素添加到此列表的尾部 get(int index) 返回此列表中指定位置 ...
- java集合框架collection(2)ArrayList和LinkedList
ArrayList是基于动态数组实现的list,而LinkedList是基于链表实现的list.所以,ArrayList拥有着数组的特性,LinkedList拥有着链表的特性. 优缺点 ArrayLi ...
- Java 集合:List(ArrayList,LinkedList)
- Java 集合系列08之 List总结(LinkedList, ArrayList等使用场景和性能分析)
概要 前面,我们学完了List的全部内容(ArrayList, LinkedList, Vector, Stack). Java 集合系列03之 ArrayList详细介绍(源码解析)和使用示例 Ja ...
- 【转】Java 集合系列08之 List总结(LinkedList, ArrayList等使用场景和性能分析)
概要 前面,我们学完了List的全部内容(ArrayList, LinkedList, Vector, Stack). Java 集合系列03之 ArrayList详细介绍(源码解析)和使用示例 Ja ...
- java基础解析系列(十)---ArrayList和LinkedList源码及使用分析
java基础解析系列(十)---ArrayList和LinkedList源码及使用分析 目录 java基础解析系列(一)---String.StringBuffer.StringBuilder jav ...
随机推荐
- Levenshtein Distance,判断字符串的相似性
private int LevenshteinDistance(string s1,string s2,int maxValue) { if (s1 == null|| s1.Length == 0) ...
- ISTQB学习笔记
学习ISTQB大纲此文记录初次阅读时不够明确的地方 第一章:软件测试基础1. 引起软件缺陷的原因人都会犯错误(error,mistake),因此人设计的代码或文档中会引入缺陷(defect, faul ...
- 17秋 SDN课程 第四次上机作业
1.建立以下拓扑,并连接上ODL控制器. 2.利用ODL下发流表,使得h3在10s内ping不通h1,10s后恢复. 3.借助Postman通过ODL的北向接口下发流表,再利用ODL北向接口查看已下发 ...
- Linux下 网卡测速
参考: How do I verify the speed of my NIC? Linux下 网卡测速 命令: $ sudo ethtool eth0 Settings for eth0: Supp ...
- FI CO 常用表
FI CO 常用表 最近写FICO的报表写得有点多,许多Table记不住,用F1查找又有点费事,不如把表单写下来,以后用到,直接在这上面找得了. 1,账目表主数据 SKA1 SKB1 S ...
- js实现网站首页分享滑块
<!DOCTYPE html> <html lang="zh"> <head> <meta charset="UTF-8&quo ...
- [原][osgEarth]添加自由飞行漫游器
//头文件里 #define MANIPULATOR_W 0x01#define MANIPULATOR_A 0x02#define MANIPULATOR_S 0x04#define MANIPUL ...
- 基于Arcface 免费离线人脸识别 2.0 Demo C#
本来打算做个C#版demo,但没用成功.使用虹软最新人脸识别技术开发完成 过程如下: 1. 传入一张单人脸照片: 2.调用检测人脸函数ASFDetectFaces,成功返回人脸信息的指针: 3.使用 ...
- Mac Python PyQt5 环境搭建
pip install pyqt5 测试开发环境 在Terminal里敲下以下代码,如果没有报错就说明安装成功了. python -c "import PyQt5" 或是如下图,导 ...
- Jmeter - json参数处理
做一个接口测试,之前用的get请求,key-value形式传参. 后来开发改为了post请求,采用了json形式传参.额,之前也做json形式的传参,但是这次遇到了问题,在此写篇博客,方便大家,也方便 ...