Java基础一篇过（四）List这篇就够了

文章更新时间：2020/08/03

一、List介绍

　　list是Java的一个接口，继承了Collection，常用到的有3个子类实现：

ArrayList
- 底层数据结构是数组。线程不安全
LinkedList
- 底层数据结构是链表。线程不安全
Vector
- 底层数据结构是数组。线程安全

下面就这3个常用子类进行分析学习。

二、ArrayList

　　ArrayList位于java.util包下，由于英文水平有限，且注释又全是英文，我把里面的代码copy出来，并用自己的语言来整理并理解ArrayList

底层实现：数组

特点：查询快，增删慢 （因为数组是有索引的，通过下标直接访问）

　　属性

构造方法

add(E e)【在末尾添加元素】

　　总结一下：首先去检查一下数组的容量是否足够

不足够：扩容
- 扩容到原来的1.5倍
- 第一次扩容后，如果容量还是小于minCapacity，就将容量扩充为minCapacity。
足够：直接添加

add(int index, E element)【在指定位置添加元素】

　　PS：与扩容相关ArrayList的add方法底层其实都是arraycopy()来实现的看到arraycopy()，我们可以发现：该方法是由C/C++来编写的，并不是由Java实现

get(int index)【获取指定位置的元素】

set(int index, E element)【在指定位置设置元素】

remove(int index)【删除指定位置的元素】

　　总结一下:

检查角标
删除元素
计算出需要移动的个数，并移动
设置为null，让Gc回收原来的对象

　　PS:删除元素时不会减少容量，若希望减少容量则调用trimToSize()

小结

ArrayList是基于动态数组实现的，在增删时候，需要数组的拷贝复制
ArrayList的默认初始化容量是10，每次扩容时候增加原先容量的一半，也就是变为原来的1.5倍
删除元素时不会减少容量，若希望减少容量则调用trimToSize()
它不是线程安全的
它能存放null值
indexOf和lastIndexOf方法查找元素，若元素不存在，则返回-1！

三、LinkedList

简介

　　LinkedList也位于java.util包下，底层实现为链表。

底层实现： 线性链表

　　特点：增删快，查询慢（因为是链表结构，没有初始化大小，也没有扩容的机制，只用考虑在前面还是后面进行操作。）

PS：JDK1.5之前采用单向链表， JDK1.5之后采用双向链表

简单认识一下链表：

　　链表结构中的每一个元素为Node对象，添加元素的时候实际上是对Node的操作：

属性

构造方法

　　构造方法主要都是根据入参来循环设置每一个Node对象的prev(前一个对象)和next(后一个对象)，感兴趣的话可以看下底层的代码实现，这里就不详细写了

add【添加节点】

图示：

remove【删除节点】

unlink图示：

get【获取节点】set【设置节点】

　　原理都是查看角标是否大于长度的一半，若大于则从尾部遍历并操作元素，小于则从头部遍历并操作元素。（具体代码就不详细图解了）

小结

LinkedList的没有扩容方法，默认从尾部加入元素就是自动扩容
LinkedList是基于链表实现的，因此增删改效率高，查询效率低！

四、Vector

底层实现：数组

　　特点：线程安全，但消耗内存，效率不高（因为方法都加了synchronized关键字。）

Vector与ArrayList异同：

Vector底层也是数组，与ArrayList最大的区别就是：同步(线程安全)
想要ArrayList实现同步，可以使用Collections的方法：List list = Collections.synchronizedList(new ArrayList());
ArrayList在底层数组不够用时在原来的基础上扩展0.5倍，Vector是扩展1倍。
大部分非多线程安全的场景下我们都使用ArrayList和LinkedList，现vector已基本废弃。

五、总结

ArrayList

底层实现是数组
ArrayList的默认初始化容量是10，每次扩容时候增加原先容量的一半，也就是变为原来的1.5倍
在增删时候，需要数组的拷贝复制(navite 方法由C/C++实现)

LinkedList

底层实现是双向链表（1.5以后的版本，之前的是单向链表）

Vector

底层是数组，现在已较少使用
Vector所有方法都加了synchronized关键字实现同步，同步就意味着有性能损失。
Vector初始length是10，超过length时，以100%比率增长，相比于ArrayList消耗更多内存。

　　一句话小结：查询多用ArrayList，增删多用LinkedList，同步场景用Vector。