ArrayList與linkedList的用法區(qū)別及擴(kuò)容方式
1. Array
Array(數(shù)組)是基于索引(index)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),它使用索引在數(shù)組中搜索和讀取數(shù)據(jù)是很快的。
Array獲取數(shù)據(jù)的時(shí)間復(fù)雜度是O(1),但是要?jiǎng)h除數(shù)據(jù)卻是開銷很大,因?yàn)檫@需要重排數(shù)組中的所有數(shù)據(jù), (因?yàn)閯h除數(shù)據(jù)以后, 需要把后面所有的數(shù)據(jù)前移)
缺點(diǎn): 數(shù)組初始化必須指定初始化的長(zhǎng)度, 否則報(bào)錯(cuò)
例如:
int[] a = new int[4];//推介使用int[] 這種方式初始化 int c[] = {23,43,56,78};//長(zhǎng)度:4,索引范圍:[0,3]
2. List
List—是一個(gè)有序的集合,可以包含重復(fù)的元素,提供了按索引訪問(wèn)的方式,它繼承Collection。
List有兩個(gè)重要的實(shí)現(xiàn)類:ArrayList和LinkedList
List是一個(gè)接口,不可以實(shí)例化, 不能寫成如下:
List<Integer>?list?=?new?List<Integer>();//錯(cuò)誤
類繼承關(guān)系
3. ArrayList
- ArrayList: 可以看作是能夠自動(dòng)增長(zhǎng)容量的數(shù)組
- ArrayList的toArray方法返回一個(gè)數(shù)組
- ArrayList的asList方法返回一個(gè)列表
ArrayList底層的實(shí)現(xiàn)是Array, 數(shù)組擴(kuò)容實(shí)現(xiàn)
- 新增數(shù)據(jù)空間判斷
- 新增數(shù)據(jù)的時(shí)候需要判斷當(dāng)前是否有空閑空間存儲(chǔ)
- 擴(kuò)容需要申請(qǐng)新的連續(xù)空間
- 把老的數(shù)組復(fù)制過(guò)去
- 新加的內(nèi)容
- 回收老的數(shù)組空間
4. 使用數(shù)組長(zhǎng)度分配空間性能對(duì)比
注意: 長(zhǎng)度盡量使用2的冪作為長(zhǎng)度, 計(jì)算機(jī)分配空間大都使用次冪去分配, 減少碎片空間
我們下來(lái)看一下代碼:
package javatest; import java.util.ArrayList; import java.util.List; /** * @ClassName Jtest * @Description TODO * @Author lingxiangxiang * @Date 4:54 PM * @Version 1.0 **/ public class Jtest { public static int length = 1048576; //10的20次冪 public static List<Integer> list1 = new ArrayList<>(); public static List<Integer> list2 = new ArrayList<>(length); public static void addList(int sign) { long start = System.currentTimeMillis(); for (int i = 0; i < length; i++) { if (sign == 0) { list1.add(sign); } else { list2.add(sign); } } long end = System.currentTimeMillis(); System.out.println(sign + " exec time is: " + (end - start)); } public static void main(String[] args) { addList(0); addList(1); } }
執(zhí)行結(jié)果:
0 exec time is: 25
1 exec time is: 17
ArrayList在初始化的時(shí)候指定長(zhǎng)度肯定是要比不指定長(zhǎng)度的性能好很多, 這樣不用重復(fù)的申請(qǐng)空間, 復(fù)制數(shù)組, 銷毀老的分配空間了
5. LinkList
LinkList是一個(gè)雙鏈表,在添加和刪除元素時(shí)具有比ArrayList更好的性能.
但在get與set方面弱于ArrayList.當(dāng)然,這些對(duì)比都是指數(shù)據(jù)量很大或者操作很頻繁。
鏈表不需要連續(xù)的空間, 大小不確定
6. 對(duì)比
時(shí)間復(fù)雜度
操作 | 數(shù)組 | 鏈表 |
---|---|---|
隨機(jī)訪問(wèn) | O(1) | O(N) |
頭部插入 | O(N) | O(1) |
頭部刪除 | O(N) | O(1) |
尾部插入 | O(1) | O(1) |
尾部刪除 | O(1) | O(1) |
小結(jié)
- 同樣查找, 時(shí)間復(fù)雜度都是O(N), 但是數(shù)組要比鏈表快
- 因?yàn)閿?shù)組的連續(xù)內(nèi)存, 會(huì)有一部分或者全部數(shù)據(jù)一起進(jìn)入到CPU緩存, 而鏈表還需要在去內(nèi)存中根據(jù)上下游標(biāo)查找, CPU緩存比內(nèi)存塊太多
- 數(shù)據(jù)大小固定, 不適合動(dòng)態(tài)存儲(chǔ), 動(dòng)態(tài)添加, 內(nèi)存為一連續(xù)的地址, 可隨機(jī)訪問(wèn), 查詢速度快
- 鏈表代銷可變, 擴(kuò)展性強(qiáng), 只能順著指針的方向查詢, 速度較慢
7. ArrayList的源碼分析
7.1 ArrayList的主要成員變量
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10; // ArrayList的默認(rèn)長(zhǎng)度是多少 private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {}; // ArrayList的默認(rèn)空元素鏈表 private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {}; // ArrayList存放的數(shù)據(jù) transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access // ArrayList的長(zhǎng)度 private int size;
7.2 ArrayList的構(gòu)造函數(shù)
// 構(gòu)造一個(gè)初始化容量為10的空列表 public ArrayList() { this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA; } // 初始化一個(gè)指定大小容量的列表 public ArrayList(int initialCapacity) { if (initialCapacity > 0) { this.elementData = new Object[initialCapacity]; } else if (initialCapacity == 0) { this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA; } else { throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+ initialCapacity); } } // 構(gòu)造一個(gè)包含指定集合的元素列表, 按照它們由集合迭代器返回的順序 public ArrayList(Collection<? extends E> c) { elementData = c.toArray(); if ((size = elementData.length) != 0) { // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652) if (elementData.getClass() != Object[].class) elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class); } else { // replace with empty array. this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA; } }
7.3 擴(kuò)容機(jī)制
ArrayList擴(kuò)容的核心從ensureCapacityInternal方法說(shuō)起。可以看到前面介紹成員變量的提到的ArrayList有兩個(gè)默認(rèn)的空數(shù)組:
DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA
:是用來(lái)使用默認(rèn)構(gòu)造方法時(shí)候返回的空數(shù)組。如果第一次添加數(shù)據(jù)的話那么數(shù)組擴(kuò)容長(zhǎng)度為DEFAULT_CAPACITY=10。EMPTY_ELEMENTDATA
:出現(xiàn)在需要用到空數(shù)組的地方,其中一處就是使用自定義初始容量構(gòu)造方法時(shí)候如果你指定初始容量為0的時(shí)候就會(huì)返回。
// 增加元素的方法 public boolean add(E e) { ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!! elementData[size++] = e; return true; } //判斷當(dāng)前數(shù)組是否是默認(rèn)構(gòu)造方法生成的空數(shù)組,如果是的話minCapacity=10反之則根據(jù)原來(lái)的值傳入下一個(gè)方法去完成下一步的擴(kuò)容判斷 private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) { if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) { return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity); } return minCapacity; } //minCapacitt表示修改后的數(shù)組容量,minCapacity = size + 1 private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) { //判斷看看是否需要擴(kuò)容 ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity)); }
下面談?wù)別nsureExplicitCapacity方法(modCount設(shè)計(jì)到Java的快速報(bào)錯(cuò)機(jī)制后面會(huì)談到),可以看到如果修改后的數(shù)組容量大于當(dāng)前的數(shù)組長(zhǎng)度那么就需要調(diào)用grow進(jìn)行擴(kuò)容,反之則不需要。
//判斷當(dāng)前ArrayList是否需要進(jìn)行擴(kuò)容 private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) { modCount++; // overflow-conscious code // int[] a = new int[5]; 數(shù)組創(chuàng)建的時(shí)候是多大, a.length就等于5 if (minCapacity - elementData.length > 0) grow(minCapacity); }
最后看下ArrayList擴(kuò)容的核心方法grow(),下面將針對(duì)三種情況對(duì)該方法進(jìn)行解析:
- 當(dāng)前數(shù)組是由默認(rèn)構(gòu)造方法生成的空數(shù)組并且第一次添加數(shù)據(jù)。此時(shí)minCapacity等于默認(rèn)的容量(10)那么根據(jù)下面邏輯可以看到最后數(shù)組的容量會(huì)從0擴(kuò)容成10。而后的數(shù)組擴(kuò)容才是按照當(dāng)前容量的1.5倍進(jìn)行擴(kuò)容;
- 當(dāng)前數(shù)組是由自定義初始容量構(gòu)造方法創(chuàng)建并且指定初始容量為0。此時(shí)minCapacity等于1那么根據(jù)下面邏輯可以看到最后數(shù)組的容量會(huì)從0變成1。這邊可以看到一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題,一旦我們執(zhí)行了初始容量為0,那么根據(jù)下面的算法前四次擴(kuò)容每次都 +1,在第5次添加數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)容的時(shí)候才是按照當(dāng)前容量的1.5倍進(jìn)行擴(kuò)容。
- 當(dāng)擴(kuò)容量(newCapacity)大于ArrayList數(shù)組定義的最大值后會(huì)調(diào)用hugeCapacity來(lái)進(jìn)行判斷。如果minCapacity已經(jīng)大于Integer的最大值(溢出為負(fù)數(shù))那么拋出OutOfMemoryError(內(nèi)存溢出)否則的話根據(jù)與MAX_ARRAY_SIZE的比較情況確定是返回Integer最大值還是MAX_ARRAY_SIZE。這邊也可以看到ArrayList允許的最大容量就是Integer的最大值(-2的31次方~2的31次方減1)
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); }
總結(jié)
以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn),希望能給大家一個(gè)參考,也希望大家多多支持腳本之家。
- java中ArrayList和LinkedList的區(qū)別詳解
- 淺談 java中ArrayList、Vector、LinkedList的區(qū)別聯(lián)系
- 淺析 ArrayList 和 LinkedList 有什么區(qū)別
- ArrayList和LinkedList區(qū)別及使用場(chǎng)景代碼解析
- Java中ArrayList和LinkedList之間的區(qū)別_動(dòng)力節(jié)點(diǎn)Java學(xué)院整理
- Java面試崗常見問(wèn)題之ArrayList和LinkedList的區(qū)別
- Java ArrayList與LinkedList及HashMap容器的用法區(qū)別
- Java中ArrayList和LinkedList的區(qū)別
- Java中ArrayList和LinkedList區(qū)別
- Java中ArrayList和LinkedList有什么區(qū)別舉例詳解
相關(guān)文章
IDEA-Maven項(xiàng)目的jdk版本設(shè)置方法
我們需要設(shè)置jdk的版本,不然會(huì)提示導(dǎo)致語(yǔ)法錯(cuò)誤,這篇文章主要介紹了IDEA-Maven項(xiàng)目的jdk版本設(shè)置方法,小編覺得不錯(cuò),一起來(lái)了解一下2019-04-04JavaWeb Session 會(huì)話管理實(shí)例詳解
這篇文章主要介紹了JavaWeb Session 會(huì)話管理的相關(guān)資料,非常不錯(cuò),具有參考借鑒價(jià)值,感興趣的朋友一起看看吧2016-09-09使用@RequestBody配合@Valid校驗(yàn)入?yún)?shù)
這篇文章主要介紹了使用@RequestBody配合@Valid校驗(yàn)入?yún)?shù),具有很好的參考價(jià)值,希望對(duì)大家有所幫助。如有錯(cuò)誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教2022-03-03SpringBoot視圖解析實(shí)現(xiàn)原理深入分析
視圖解析其實(shí)就是SpringBoot某一個(gè)controller的方法執(zhí)行完成之后,它是跳轉(zhuǎn)到那個(gè)頁(yè)面。由于我們springboot項(xiàng)目默認(rèn)打包為jar包,是形成壓縮包的形式,而jsp又不支持壓縮,所以我們SpringBoot不知JSP的,需要引入第三方模板引擎才可以處理2022-10-10Springboot微服務(wù)打包Docker鏡像流程解析
這篇文章主要介紹了Springboot微服務(wù)打包Docker鏡像流程解析,文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì),對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值,需要的朋友可以參考下2020-08-08在Java中如何避免創(chuàng)建不必要的對(duì)象
作為Java開發(fā)者,我們每天創(chuàng)建很多對(duì)象,但如何才能避免創(chuàng)建不必要的對(duì)象呢?這需要我們好好學(xué)習(xí),這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于在Java中如何避免創(chuàng)建不必要對(duì)象的相關(guān)資料,需要的朋友可以參考下2021-10-10Springboot+Shiro+Mybatis+mysql實(shí)現(xiàn)權(quán)限安全認(rèn)證的示例代碼
Shiro是Apache?的一個(gè)強(qiáng)大且易用的Java安全框架,執(zhí)行身份驗(yàn)證、授權(quán)、密碼學(xué)和會(huì)話管理,Shiro?主要分為兩個(gè)部分就是認(rèn)證和授權(quán)兩部分,這篇文章主要介紹了Springboot+Shiro+Mybatis+mysql實(shí)現(xiàn)權(quán)限安全認(rèn)證的示例代碼,需要的朋友可以參考下2024-07-07