Java Collections - ArrayList,LinkedList,Vector

ArrayList定义:

ArrayList底层以数组实现,允许重复,默认第一次插入元素时创建数据大小为10,超出限制时会增加50%的容量,每次扩容时底层都才用System.arrayCopy()方法复制到新的数据,初始化值时最好能给大小给出预估值;

package java.util;
public class ArrayList extends AbstractList implements List, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable { 
    private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10; 
    private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {}; 
    private transient Object[] elementData; 
    private int size;
    //其余省略
}

 

ArrayList概述:

按照数据下标访问元素get(i)/set(i,e)的可能性很大,这也是数组的优势; 

public E get(int index) {    
    rangeCheck(index);    
    return elementData(index);
}

public E set(int index, E element) {    
    rangeCheck(index);    
    E oldValue = elementData(index);    
    elementData[index] = element;    
    return oldValue;
}

直接在数组最后面加入元素的可能性也很大--add(e),如果按下标来插入,删除元素 -- add(i,e),remove(i),remove(e)则要用System.arrayCopy来移动部分受影响的元素,性能就变差了,这是劣势;

ArrayList中有一个方法trimToSize()用来缩小elementData数组的大小,这样就可以节约内存:

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

举个例子-- 一个ArrayList扩容到size=10000,之后经过一系列的remove操作size=15,在之后的很长一段时间里这个ArrayList的size一直保持在<100,那么就造成了很大的空间浪费,这个时间建议调用trimToSize()这个方法,已优化一下内存空间.

或者在一个ArrayList中容量已经固定,但是由于每次扩容都是扩容50%,所以有一定空间上的浪费,可以调用trimToSize()方法来消除这些空间上的浪费;

RandomAccess这个接口有什么用? 

实现RandomAccess的接口的集合有:

ArrayList,AttributeList,CopyOnWriteArrayList,RoleList,RoleUnresolvedList,Stack,Vector等.

在RandomAccess接口的注释中有这么一段话：

for (int i=0, n=list.size(); i < n; i++) {     
    list.get(i);
}
runs faster than this loop:
for (Iterator i=list.iterator(); i.hasNext(); ) { 
   i.next();
}

这说明了RandomAccess这个接口的集合在数据量很大的时候采用的是迭代器遍历,效率比较慢;

 

和LinkedList的区别

1、ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构，LinkedList基于链表的数据结构;
2、对于随机访问get和set，ArrayList要优于LinkedList，因为LinkedList要移动指针;
3、对于新增和删除操作add和remove（不是在尾部添加删除），LinkedList比较占优势, 因为ArrayList要移动数据;

 

LinkedList的定义

package java.util;public class LinkedList extends AbstractSequentialList
 implements List, Deque, Cloneable, java.io.Serializable { 
    transient int size = 0; 
    transient Node first; 
    transient Node last;
}

LinkedList概述:

LinkedList是双向链表,允许重复,(如下Node的实现)并保留头指针和尾指针:

private static class Node {
    E item; Node next;
    Node prev; 
    Node(Node prev, E element, Node next) { 
        this.item = element; 
        this.next = next; 
        this.prev = prev; 
    } 
}

链表无容量限制，但双向链表本身使用了更多空间，也需要额外的链表指针操作。   
按下标访问元素—get(i)/set(i,e) 要悲剧的遍历链表将指针移动到位（如果i>数组大小的一半，会从末尾移起）。
插入、删除元素时修改前后节点的指针即可，但还是要遍历部分链表的指针才能移动到下标所指的位置，只有在链表两头的操作—add(), addFirst(),removeLast()或用iterator()上的remove()能省掉指针的移动。

有一次面试官问我在不考虑内存的情况下LinkedList你认为最多能存放多少数据量?

当初我的回答是无限存,可是回家又仔细看了一下(在创建LiekedList下有这样一句话 -- transient int size = 0)仔细看了一下,这里修饰size的类型是int,如果这个长度大于int的取值范围会怎么样??

和Vector的区别

1、Vector和ArrayList几乎是完全相同的,唯一的区别在于Vector是同步类(synchronized)，属于强同步类。因此开销就比ArrayList要大，访问要慢。正常情况下,大多数的Java程序员使用ArrayList而不是Vector,因为同步完全可以由程序员自己来控制.
2、Vector每次扩容请求其大小的2倍空间，而ArrayList是1.5倍.
3、Vector还有一个子类Stack.