Java-List

List

1. Collections

Collections 是java 集合的根接口,Colleciton代表了一类Object的集合,也就是元素。Collection 并没有直接实现,而是通过其他的 Set 或者List 来决定更详细的功能。 Collection 只是定义了结合的一些常用接口方法,但是对于借口中的具体实现并没有规定, 元素是否重复, 元素是否有序,元素是否可以包含Null 这些都有没有做出要求, 具体还要看其实现类。

2. List

List 也是一个接口,它直接继承了 Collection.

List 则限制了当前集合是一个有序的集合。 这个接口的实现类, 用户可以精确的控制元素的插入位置,并且通过 元素的 角标来直接访问元素。

集合中的元素是可重复的,并且也是可空的。

List 提供了一个特殊的迭代器——ListIterator . 它支持除了 Iterator接口之外双向访问功能——可以在迭代的时候进行插入和替换。 同时也支持从一个固定位置开始进行迭代。

基于List的数据结构: 查找元素会比较耗费时间,

2.1 List的静态工厂方法

通过工厂方法创建出来的 List 有以下特征:

1. 结构不可变,集合中的元素不能添加,删除、以及替换,但是允许元素自己可变。
2. 不能含有 空元素。
3. 如果所有元素可系列化,那么集合也可以序列化。
4. 创建集合时元素是什么顺序,那么创建后就是什么顺序。
5. 集合的判断是基于其内容的,因为工厂方法可能重复使用相同的list。

3. ArrayList

ArrayListVector 是相似的,

Arraylist 不是线程安全的, 但是Vectory是线程安全的。 Arraylis的容量是自增长的, 如果不断的往ArrayList 中添加元素,那么到达容量之后,Arraylist会自己进行扩容。

Arraylist在添加大量元素之前调用 ensureCapacity方法可以避免在添加过程中多次进行扩容,从而提高效率。

如果多个线程都想操作Arraylist ,可以通过使用 同步锁或者 通过调用Collections.synchronizedList 方法来创建一个同步的Arraylist。

通过Arraylist创建迭代器之后,如果不是i通过 迭代器的删除或者添加方法来修改元素,那么迭代器会产生并发修改异常。但是并发修改异常在这个条件下也不是不然发生的, 不要想通过并发修改异常来判断是否有其他线程修改了当前 集合。

3.1Arraylist 源码解读

3.1.1 一些静态特性

  1. Arraylist默认容量为10
  2. 空的Arraylist使用相同的空数组
  3. Arraylist的元素实际上是存储在 名字叫:elementData的数组中

3.1.2 Arraylist源码分析

Arraylist中的get,set方法必须要确定不超过当前元素数量,否则会直接抛出异常。

  1. add方法分析

    public void add(int index, E element) {
        if (index > size || index < 0)
            throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
    
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
                         size - index);
        elementData[index] = element;
        size++;
    }
    

    每次添加元素之前,首先会检查当前数组的容量是否够用,如果不够用,那么就需要针对这个数组进行扩容。

    1. 检查容量

      如果当前elementData数组中的元素是满的,那么添加就需要进行一次扩容。 具体的是调用grow()方法。

          private void grow(int minCapacity) {
              // overflow-conscious code
              int oldCapacity = elementData.length;
              int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);  //正常情况下,每次增加上一次容量的1/2,
              if (newCapacity - minCapacity < 0)
                  newCapacity = minCapacity;//如果如果还不够,那么就直接使用需要的容量。
              if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
                  newCapacity = hugeCapacity(minCapacity); //如果最大还大于数组最大容量,那么只能使用数组最大容量。
              
              elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); //进行数组复制将旧元素复制到新的数组中。
          }
      
  1. 元素查找

    这里注意, 如果是非空元素,使用的是元素的equals方法,如果需要特殊判断,那么就需要自己重写equals方法。 或者可以通过重写equals方法,来查找到相同属性的元素。

    public int indexOf(Object o) {
            if (o == null) {
                for (int i = 0; i < size; i++)
                    if (elementData[i]==null)
                        return i;
            } else {
                for (int i = 0; i < size; i++)
                    if (o.equals(elementData[i]))
                        return i;
            }
            return -1;
        }
    
**总的来说,Arraylist 是线程非安全的,基于数组实现的一个集合。Arraylist每一次插入和删除指定位置的元素,是比较耗时的(因为这样每次都要进行一次数组的复制),但是如果知道元素位置,那么查找就会很方便。 避免频繁的插入和删除元素,如果必须这样做,那么就要考虑使用其他的集合进行代替。     **
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