前言
声明,本文用得是jdk1.8
前一篇已经讲了Collection的总览:Collection总览,介绍了一些基础知识。
现在这篇主要讲List集合的三个子类:
- ArrayList
- 底层数据结构是数组。线程不安全
- LinkedList
- 底层数据结构是链表。线程不安全
- Vector
- 底层数据结构是数组。线程安全
这篇主要来看看它们比较重要的方法是如何实现的,需要注意些什么,最后比较一下哪个时候用哪个~
看这篇文章之前最好是有点数据结构的基础:Java实现单向链表,栈和队列就是这么简单,二叉树就这么简单
当然了,如果讲得有错的地方还请大家多多包涵并不吝在评论去指正~
一、ArrayList解析
首先,我们来讲解的是ArrayList集合,它是我们用得非常非常多的一个集合~
首先,我们来看一下ArrayList的属性:
根据上面我们可以清晰的发现:ArrayList底层其实就是一个数组,ArrayList中有扩容这么一个概念,正因为它扩容,所以它能够实现“动态”增长
1.2构造方法
我们来看看构造方法来印证我们上面说得对不对:
1.3Add方法
add方法可以说是ArrayList比较重要的方法了,我们来总览一下:
1.3.1add(E e)
步骤:
- 检查是否需要扩容
- 插入元素
首先,我们来看看这个方法:
public boolean add(E e) { ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!! elementData[size++] = e; return true; }
该方法很短,我们可以根据方法名就猜到他是干了什么:
- 确认list容量,尝试容量加1,看看有无必要
- 添加元素
接下来我们来看看这个小容量(+1)是否满足我们的需求:
随后调用ensureExplicitCapacity()
来确定明确的容量,我们也来看看这个方法是怎么实现的:
所以,接下来看看grow()
是怎么实现的~
进去看copyOf()
方法:
到目前为止,我们就可以知道add(E e)
的基本实现了:
- 首先去检查一下数组的容量是否足够
- 扩容到原来的1.5倍
- 第一次扩容后,如果容量还是小于minCapacity,就将容量扩充为minCapacity。
- 足够:直接添加
- 不足够:扩容
1.3.2add(int index, E element)
步骤:
- 检查角标
- 空间检查,如果有需要进行扩容
- 插入元素
我们来看看插入的实现:
我们发现,与扩容相关ArrayList的add方法底层其实都是arraycopy()
来实现的
看到arraycopy()
,我们可以发现:该方法是由C/C++来编写的,并不是由Java实现:
总的来说:arraycopy()
还是比较可靠高效的一个方法。
参考R大回答:https://www.zhihu.com/question/53749473
1.4 get方法
- 检查角标
- 返回元素
// 检查角标 private void rangeCheck(int index) { if (index >= size) throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index)); } // 返回元素 E elementData(int index) { return (E) elementData[index]; }
1.5 set方法
步骤:
- 检查角标
- 替代元素
- 返回旧值
1.6remove方法
步骤:
- 检查角标
- 删除元素
- 计算出需要移动的个数,并移动
- 设置为null,让Gc回收