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List 集合详细介绍

时间:2019-12-13 23:24:26      阅读:137      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:lis   math   eal   end   new   运算   ext   previous   header   

 List 源码 600行。

List源码比较简单,里面就是定义了一些方法

读取(get),插入(add),删除(remove),修改(set)

也可批量增加(addAll),删除(removeAll,retainAll)

获取(subList)。
还有一些判定操作:

包含(contains[All]),相等(equals),索引(indexOf,lastIndexOf),大小(size)。
还有获取元素类型数组的操作:toArray()

 

ArrayList 源码 1172行。

 

ArrayList是基于数组实现的,是一个动态数组(长度可变的数据结构,允许null当元素,默认长度是10,一次增长0.5倍,其容量为原来的1.5倍。

 ArrayList提供了三种方式的构造器

1、可以构造一个默认初始容量为10的空列表

2、构造一个指定初始容量。

3、构造一个包含指定collection的元素的列表

 // ArrayList带容量大小的构造函数。
    public ArrayList(int initialCapacity) {
        super();
        if (initialCapacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+ initialCapacity);
 
        // 新建一个指定容量的数组</span>
        this.elementData = new Object[initialCapacity];
    }
 
    // ArrayList无参构造函数。默认容量是10。
    public ArrayList() {
        super();
        this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
    }
 
    //构造方法传入一个Collection, 则将Collection里面的值copy到arrayList
    public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
        elementData = c.toArray();
        size = elementData.length;
        // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
        if (elementData.getClass() != Object[].class)
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
    }

 

调整数组容量:

 ensureCapacity(int minCapacity) : 从上面介绍的向ArrayList中 存储元素的代码中,我们看到, 每当向数组中添加元素时,都要去检查添加后元素的个数是否会超出当前数组的长度,如果超出,数组将会进行扩容,以满足添加数 据的需求。数组扩容通过一个公开的方法ensureCapacity(int minCapacity)来实现。在实际添加大量元素前,我也可以使用ensureCapacity来手动增加ArrayList实例的容量,以减少递增式再分配的数量。另外扩容一次其容量为原来的1.5倍

public void ensureCapacity(int minCapacity) {
        if (minCapacity > 0)
            ensureCapacityInternal(minCapacity);
}

问题:

数组进行扩容时,会将老数组中的元素重新拷贝一份到新的数组中,这种操作的代价是很高的,因此在实际使用时,我们应该尽量避免数组容量的扩张。所以在初始化ArrayList的时候尽量预算下大致的容量需求,降低频繁调整容量的开销。

 

 

void  trimToSize() : 将底层数组的容量调整为当前列表保存的实际元素的大小的功能。

由于elementData的长度会被拓展,size标记的是其中包含的元素的个数。所以会出现size很小但 elementData.length很大的情况,将出现空间的浪费。trimToSize将返回一个新的数组给elementData,元素内容保持不 变,lengthsize相同,节省空间。

 public void trimToSize() {
        modCount++;
        int oldCapacity = elementData.length;
        if (size < oldCapacity) {
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);
        }
    }

补充方法:

 

 

System.arraycopy方法:如果是数组比较大,那么使用System.arraycopy会比较有优势,因为其使用的是内存复制,省去了大量的数组寻址访问等时间

  1. 源码:public static native void arraycopy(Object src,  int  srcPos,  
  2.                                         Object dest, int destPos,  
  3.                                    int length);  


复制指定源数组src到目标数组dest。复制从src的srcPos索引开始,复制的个数是length,复制到dest的索引从destPos开始。

Arrays.copyOf()

  1. //基本数据类型(其他类似byte,short···)  
  2.  public static int[] copyOf(int[] original, int newLength) {  
  3.       int[] copy = new int[newLength];  
  4.       System.arraycopy(original, 0, copy, 0,  
  5.                        Math.min(original.length, newLength));  
  6.       return copy;  
  7.   }  

观察其源代码发现copyOf(),在其内部创建了一个新的数组,然后调用arrayCopy()向其复制内容,返回出去。
总结:
1.copyOf()的实现是用的是arrayCopy();
2.arrayCopy()需要目标数组,对两个数组的内容进行可能不完全的合并操作。
3.copyOf()在内部新建一个数组,调用arrayCopy()将original内容复制到copy中去,并且长度为newLength。返回copy;
4.arraycopy 方法会因为新数组大小比旧数组大小 小而报IndexOutOfBoundsException;
 copyOf 则不会因此报错,因为copyOf 的返回值是在内部new 好的copy 数组,而该copy 数组new 的大小就等于newLength ,
故即使在客户端指定好了新数组newArray 的大小,接收到返回值后也是指向底层new 出来的数组copy 。换句话说( 也可以因此推出其他的区别) ,在客户端代码中即使不给新数组new 对象,如:String[] newStr = null;那么对于arraycopy 是会报NullPointerException 的错误的,而对于java.util.Arrays 中的copyOf 方法则由于jdk 底层已经new 出了对象而不会报该错误!不过需要特别注意的是:copyOf 方法最后也是调用System.arraycopy 的方法,不过由于前面的准备,异常情况就不会出现了。

LinkedList源码有1138行。

LinkedList 是一个继承于AbstractSequentialList的双向链表。它也可以被当作堆栈、队列或双端队列进行操作。

 

链表主要包含单向链表,单向循环链表,双向链表,双向循环链表。具体的图我就不在这边画出了,不清楚的可以自行百度。LinkedList是属于双向链表,下图是包含头结点和尾节点的双向链表。


2、LinkedList数据结构原理 

LinkedList底层的数据结构是基于双向链表的,且头结点中不存放数据,如下:

 技术图片

既然是双向链表,那么必定存在一种数据结构——我们可以称之为节点,节点实例保存业务数据,前一个节点的位置信息和后一个节点位置信息,如下图所示:

 技术图片

元素添加步骤:

第一步:调用无参构造方法,创建LinkedList实例。

第二步:初始化一个预添加的Entry实例(newEntry)。

第三步:调整新加入节点和头结点(header)的前后指针。

 技术图片

4、构造方法

LinkedList提供了两个构造方法。

1 public LinkedList() {
2     header.next = header.previous = header;
3 }
4 public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
5     this();
6    addAll(c);
7 }

删除数据remove()

由于删除了某一节点因此调整相应节点的前后指针信息,如下:

e.previous.next = e.next;//预删除节点的前一节点的后指针指向预删除节点的后一个节点。 

e.next.previous = e.previous;//预删除节点的后一节点的前指针指向预删除节点的前一个节点。 

 

 

 

在LinkedList中查找元素:get()

为了提高效率,需要根据获取的位置判断是从头还是从尾开始遍历。

注 意细节:位运算与直接做除法的区别。先将index与长度size的一半比较,如果index<size/2,就只从位置0往后遍历到位置 index处,而如果index>size/2,就只从位置size往前遍历到位置index处。这样可以减少一部分不必要的遍历

 

在容量不够的时候可以扩容,然而LinkedList容量的说法,每次向其中加入元素时候,容量自动加1。

 

 

 

 

Vector源码1212行。

Vector:ArrayList的前身,数组结构,线程安全,速度慢

Vector构造函数。默认容量是10。一次增长原来的一倍。
    public Vector() {
        this(10);
    }

其他分析,请参考ArrayList.

 

 

 

List 源码 600行。

List 集合详细介绍

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原文地址:https://www.cnblogs.com/KFKang/p/12037611.html

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