关键词:
1 List集合
1.1 List概述
在Collection中,List集合是有序的,可对其中每个元素的插入位置进行精确地控制,可以通过索引来访问元素,遍历元素。
在List集合中,我们常用到ArrayList和LinkedList这两个类。
关于Java List的一些重要观点是;
Java List接口是Java Collections Framework的成员。
List允许您添加重复元素。
List允许您拥有‘null‘元素。
List接口在Java 8中有许多默认方法,例如replaceAll,sort和spliterator。
列表索引从0开始,就像数组一样。
List支持泛型,我们应尽可能使用它。将Generics与List一起使用将在运行时避免ClassCastException。
List集合特点:
1.有序的;
2.可以存储重复的元素;
3.可以通过索引访问元素
1.2 List框架
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
数据结构
1.3 常用方法
A:添加功能 boolean add(E e):向集合中添加一个元素 void add(int index, E element):在指定位置添加元素 boolean addAll(Collection<? extends E> c):向集合中添加一个集合的元素。 B:删除功能 void clear():删除集合中的所有元素 E remove(int index):根据指定索引删除元素,并把删除的元素返回 boolean remove(Object o):从集合中删除指定的元素 boolean removeAll(Collection<?> c):从集合中删除一个指定的集合元素。 C:修改功能 E set(int index, E element):把指定索引位置的元素修改为指定的值,返回修改前的值。 D:获取功能 E get(int index):获取指定位置的元素 Iterator iterator():就是用来获取集合中每一个元素。 E:判断功能 boolean isEmpty():判断集合是否为空。 boolean contains(Object o):判断集合中是否存在指定的元素。 boolean containsAll(Collection<?> c):判断集合中是否存在指定的一个集合中的元素。 F:长度功能 int size():获取集合中的元素个数 G:把集合转换成数组 Object[] toArray():把集合变成数组。
在Java 8中添加到List的一些默认方法是;
default void replaceAll(UnaryOperator <E>运算符):将此列表的每个元素替换为将运算符应用于该元素的结果。 default void sort(Comparator <super E> c):根据指定的Comparator引发的顺序对此列表进行排序。 default Spliterator <E> spliterator():在此列表中的元素上创建Spliterator。
2 ArrayList集合
2.1 ArrayList概述
1,ArrayList底层通过数组实现,随着元素的增加而动态扩容。
2,ArrayList是Java集合框架中使用最多的一个类,是一个数组队列,线程不安全集合。
它继承于AbstractList,实现了List, RandomAccess, Cloneable, Serializable接口。
1,ArrayList实现List,得到了List集合框架基础功能; 2,ArrayList实现RandomAccess,获得了快速随机访问存储元素的功能,RandomAccess是一个标记接口,没有任何方法; 3,ArrayList实现Cloneable,得到了clone()方法,可以实现克隆功能; 4,ArrayList实现Serializable,表示可以被序列化,通过序列化去传输,典型的应用就是hessian协议。
ArrayList集合的特点:
容量不固定,随着容量的增加而动态扩容(阈值基本不会达到)
有序集合(插入的顺序==输出的顺序)
插入的元素可以为null
增删改查效率更高(相对于LinkedList来说)
线程不安全
2.2 内部原理解析
ArrayList的底层数据结构
我们来看?下ArrayList的属性:
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
构造方法
Add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:
add(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
足够:直接添加
不足够:扩容
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。
add(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。
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];
set方法
步骤:
检查角标
替代元素
返回旧值
remove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
细节再说明
ArrayList是基于动态数组实现的,在增删时候,需要数组的拷贝复制。
ArrayList的默认初始化容量是10,每次扩容时候增加原先容量的一半,也就是变为原来的1.5倍
删除元素时不会减少容量,若希望减少容量则调用trimToSize()
它不是线程安全的。它能存放null值。
2.3 ArrayList 基本操作
public class ArrayListTest public static void main(String[] agrs) //创建ArrayList集合: List<String> list = new ArrayList<String>(); System.out.println("ArrayList集合初始化容量:"+list.size()); // ArrayList集合初始化容量:0 //添加功能: list.add("Hello"); list.add("world"); list.add(2,"!"); System.out.println("ArrayList当前容量:"+list.size()); // ArrayList当前容量:3 //修改功能: list.set(0,"my"); list.set(1,"name"); System.out.println("ArrayList当前内容:"+list.toString()); // ArrayList当前内容:[my, name, !] //获取功能: String element = list.get(0); System.out.println(element); // my //迭代器遍历集合:(ArrayList实际的跌倒器是Itr对象) Iterator<String> iterator = list.iterator(); while(iterator.hasNext()) String next = iterator.next(); System.out.println(next); /** my name ! */ //for循环迭代集合: for(String str:list) System.out.println(str); /** my name ! */ //判断功能: boolean isEmpty = list.isEmpty(); boolean isContain = list.contains("my"); //长度功能: int size = list.size(); //把集合转换成数组: String[] strArray = list.toArray(new String[]); //删除功能: list.remove(0); list.remove("world"); list.clear(); System.out.println("ArrayList当前容量:"+list.size()); // ArrayList当前容量:0
最后
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