java基础篇 之 集合概述（List）

1. list，有序集合，元素可重复

   • LinkedList：底层用链表实现，查找慢，增删快。为什么？？
   • ArrayList：底层用数组实现，查找看，增删慢。为什么？？
   • Vector：跟ArrayList一样，都是用数组做底层实现，只不过大量使用了synchronized关键字

   我们现在就来分析下为什么ArrayList适合于查找，LinkedList适合于增删：

   我们先看下ArrayList源码：

    /**
     *默认的容量为10
     */
   private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
   
   // 采用的是用数组来实现
   transient Object[] elementData
   
   /**
    *
    * 容量不足时的扩容方法，从这里我们可以看到,当容量不足时，
    * 会进行1.5倍的扩容，即创建一个长度是原长度1.5倍的数组，然后将数据copy过去
    *
    */
   private void grow(int minCapacity) {
       // overflow-conscious code
       int oldCapacity = elementData.length;
       int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
       if (newCapacity - minCapacity < 0)
           newCapacity = minCapacity;
       if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
           newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
       // minCapacity is usually close to size, so this is a win:
       elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
   }
   

   再看下LinedList源码：

   transient int size = 0;
   
   /**
    * Pointer to first node.
    * Invariant: (first == null && last == null) ||
    *            (first.prev == null && first.item != null)
    */
   transient Node<E> first;
   
   /**
    * Pointer to last node.
    * Invariant: (first == null && last == null) ||
    *            (last.next == null && last.item != null)
    */
   transient Node<E> last;
   

   看完源码后，我们再来看下数组跟链表的区别：

   数组的特点

   在内存中，数组是一块连续的区域。 拿上面的看电影来说，这几个人在电影院必须坐在一起。
   
   数组需要预留空间，在使用前要先申请占内存的大小，可能会浪费内存空间。 比如看电影时，为了保证10个人能坐在一起，必须提前订好10个连续的位置。这样的好处就是能保证10个人可以在一起。但是这样的缺点是，如果来的人不够10个，那么剩下的位置就浪费了。如果临时有多来了个人，那么10个就不够用了，这时可能需要将第11个位置上的人挪走，或者是他们11个人重新去找一个11连坐的位置，效率都很低。如果没有找到符合要求的作为，那么就没法坐了。
   
   插入数据和删除数据效率低，插入数据时，这个位置后面的数据在内存中都要向后移。删除数据时，这个数据后面的数据都要往前移动。 比如原来去了5个人，然后后来又去了一个人要坐在第三个位置上，那么第三个到第五个都要往后移动一个位子，将第三个位置留给新来的人。 当这个人走了的时候，因为他们要连在一起的，所以他后面几个人要往前移动一个位置，把这个空位补上。
   
   随机读取效率很高。因为数组是连续的，知道每一个数据的内存地址，可以直接找到给地址的数据。

   并且不利于扩展，数组定义的空间不够时要重新定义数组。

   链表的特点

   在内存中可以存在任何地方，不要求连续。 在电影院几个人可以随便坐。
   
   每一个数据都保存了下一个数据的内存地址，通过这个地址找到下一个数据。 第一个人知道第二个人的座位号，第二个人知道第三个人的座位号……
   
   增加数据和删除数据很容易。 再来个人可以随便坐，比如来了个人要做到第三个位置，那他只需要把自己的位置告诉第二个人，然后问第二个人拿到原来第三个人的位置就行了。其他人都不用动。
   
   查找数据时效率低，因为不具有随机访问性，所以访问某个位置的数据都要从第一个数据开始访问，然后根据第一个数据保存的下一个数据的地址找到第二个数据，以此类推。 要找到第三个人，必须从第一个人开始问起。不指定大小，扩展方便。链表大小不用定义，数据随意增删。

   ​ 看完上面的话，我相信大家不难理解为什么ArrayList适合查询，LinkedList适合增删了，但是我们需要注意的是：

   ​ LinkedList所说的增删快，实际上是指的是从头部或者尾部增删，而不是随机指定位置的增删，从之前的源码我们可以看到，指定位置的增删，是先要查找到那个元素的，这是很费时间的。