java -- List总结

java -- List总结

 

 

概括

 

  1. List 是一个接口，它继承于Collection的接口。它代表着有序的队列。

 

  2. AbstractList 是一个抽象类，它继承于AbstractCollection。AbstractList实现List接口中除size()、get(int location)之外的函数。

 

  3. AbstractSequentialList 是一个抽象类，它继承于AbstractList。AbstractSequentialList 实现了“链表中，根据index索引值操作链表的全部函数”。

 

  4. ArrayList, LinkedList, Vector, Stack是List的4个实现类。

 

• ArrayList 是一个数组队列，相当于动态数组。它由数组实现，随机访问效率高，随机插入、随机删除效率低。
• LinkedList 是一个双向链表。它也可以被当作堆栈、队列或双端队列进行操作。LinkedList随机访问效率低，但随机插入、随机删除效率高。
• Vector 是矢量队列，和ArrayList一样，它也是一个动态数组，由数组实现。但是ArrayList是非线程安全的，而Vector是线程安全的。
• Stack 是栈，它继承于Vector。它的特性是：先进后出(FILO, First In Last Out)。

 

 

 

应用场景

 

    如果涉及到“栈”、“队列”、“链表”等操作，应该考虑用List，具体的选择哪个List，根据下面的标准来取舍。

 

• 对于需要快速插入，删除元素，应该使用LinkedList。
• 对于需要快速随机访问元素，应该使用ArrayList。
• 对于“单线程环境” 或者 “多线程环境，但List仅仅只会被单个线程操作”，此时应该使用非同步的类(如ArrayList)。
• 对于“多线程环境，且List可能同时被多个线程操作”，此时，应该使用同步的类(如Vector)。

 

 

 

LinkedList和ArrayList性能差异分析

 

问题一：为什么LinkedList中随机访问很慢，而ArrayList中随机访问很快

 

LinkedList找元素的过程：双向链表查找index位置的节点时，有一个加速动作：若index < 双向链表长度的1/2，则从前向后查找; 否则，从后向前查找。

 

ArrayList找元素的过程：直接返回数组中index位置的元素，而不需要像LinkedList一样进行查找。

 

 

 

问题二：为什么LinkedList中插入元素很快，而ArrayList中插入元素很慢

 

LinkedList插入过程

 

• 不需要扩容，LinkedList的容量随着插入而增加
• 根据index，找到对应元素，查找过程如上面
• 在index位置插入元素，并且修改元素前后的指针就好，不需要移动元素

 

 

ArrayList插入过程

 

• 确认ArrayList的容量，若容量不够，则增加容量。
• 根据index找到元素，这个比较快
• 插入元素后，会移动index之后所有元素，这就意味着，ArrayList的add(int index, E element)函数，会引起index之后所有元素的改变！
• 注意：如果插入的是List的尾部，还是挺快的

 

 

 

Vector和ArrayList比较

 

相同之处

 

  1. 它们都是List，都继承于AbstractList

 

  2. 它们都实现了RandomAccess和Cloneable接口

 

•   实现RandomAccess接口，意味着它们都支持快速随机访问；
•   实现Cloneable接口，意味着它们能克隆自己。

  3. 它们都是通过数组实现的，本质上都是动态数组

 

  4. 它们的默认数组容量是10

 

  5. 它们都支持Iterator和listIterator遍历

 

 

 

不同之处

 

  1. 线程安全性不一样

 

•   ArrayList是非线程安全；
•   Vector是线程安全的，它的函数都是synchronized的，即都是支持同步的。
•   ArrayList适用于单线程，Vector适用于多线程。

  2. 对序列化支持不同

  ArrayList支持序列化，而Vector不支持；即ArrayList有实现java.io.Serializable接口，而Vector没有实现该接口。

 

  3. 构造函数个数不同

  ArrayList有3个构造函数，而Vector有4个构造函数。Vector除了包括和ArrayList类似的3个构造函数之外，另外的一个构造函数可以指定容量增加系数。

 

  ArrayList的构造函数如下：

 

// 默认构造函数
ArrayList()

// capacity是ArrayList的默认容量大小。当由于增加数据导致容量不足时，容量会添加上一次容量大小的一半。
ArrayList(int capacity)

// 创建一个包含collection的ArrayList
ArrayList(Collection<? extends E> collection)

 

 

  Vector的构造函数如下：

 

// 默认构造函数
Vector()

// capacity是Vector的默认容量大小。当由于增加数据导致容量增加时，每次容量会增加一倍。
Vector(int capacity)

// 创建一个包含collection的Vector
Vector(Collection<? extends E> collection)

// capacity是Vector的默认容量大小，capacityIncrement是每次Vector容量增加时的增量值。
Vector(int capacity, int capacityIncrement)

 

 

  4. 扩容方式不同

 

• ArrayList容量不足时，“新的容量”=“(原始容量x3)/2 + 1”。
• Vector的容量增长与“增长系数有关”，若指定了“增长系数”，且“增长系数有效(即，大于0)”；那么，每次容量不足时，“新的容量”=“原始容量+增长系数”。若增长系数无效(即，小于/等于0)，则“新的容量”=“原始容量 x 2”。

  5. 对Enumeration的支持不同。Vector支持通过Enumeration去遍历，而List不支持