Java-RandomAccess源码分析

探讨了Java中RandomAccess接口的角色,它是List实现的标记接口,表明支持快速随机访问。解析了其如何影响二分查找等算法的性能,及在ArrayList与LinkedList中的应用差异。

标记接口,Marker interface,它们是一类没有定义任何接口方法的接口,表现为一个空接口
没有接口方法意味着实现该接口的类无需实现任何接口方法,仅仅作为一种标记,以供其他方法判断
作用就是当某个类实现这个接口后即拥有了这个接口的功能,Java 虚拟机在运行时会识别到它
标记接口是Java的语言特性
 

RandomAccess

在计算机科学中,随机访问(RandomAccess)是从大量的可寻址元素的数据中访问任何元素大致和访问其他元素一样简洁有效,不管多少元素在这个集合中。与随机访问相反的是顺序访问(SequenceAccess)

RandomAccess 就是一个标记接口,用于标明实现该接口的List支持快速随机访问,主要目的是使算法能够在随机顺序访问的List中性能更加高效(在Collections二分查找时)。
Collections的binarySearch方法:

public static <T> int binarySearch(List<? extends Comparable<? super T>> list, T key) {
    if (list instanceof RandomAccess || list.size()<BINARYSEARCH_THRESHOLD)
        return Collections.indexedBinarySearch(list, key);
    else
        return Collections.iteratorBinarySearch(list, key);
}
 

在进行二分查找时,首先判断list是否实现了RandomAccess,然后选择执行最优算法。
如果集合类是RandomAccess的实现,则尽量用for(int i = 0; i < size; i++) 即for循环来遍历,而不是用Iterator
迭代器来进行迭代。

JDK中说的很清楚,在对List特别是Huge size的List的遍历算法中,要尽量来判断是属于RandomAccess(如:ArrayList)还是SequenceAccess(如:LinkedList)

源码翻译

/*
 * Copyright (c) 2000, 2006, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
 * ORACLE PROPRIETARY/CONFIDENTIAL. Use is subject to license terms.
 */

package java.util;

/**
 * Marker interface used by <tt>List</tt> implementations to indicate that
 * they support fast (generally constant time) random access.  The primary
 * purpose of this interface is to allow generic algorithms to alter their
 * behavior to provide good performance when applied to either random or
 * sequential access lists.
 * List实现所使用的标记接口,用来表明实现了这些接口的list支持快速(通常是常数时间)随机访问。 
 * 这个接口的主要目的是允许一般的算法更改它们的行为,以便在随机或者顺序存取列表时能提供更好的性能
 * <p>The best algorithms for manipulating random access lists (such as
 * <tt>ArrayList</tt>) can produce quadratic behavior when applied to
 * sequential access lists (such as <tt>LinkedList</tt>).  Generic list
 * algorithms are encouraged to check whether the given list is an
 * <tt>instanceof</tt> this interface before applying an algorithm that would
 * provide poor performance if it were applied to a sequential access list,
 * and to alter their behavior if necessary to guarantee acceptable
 * performance.
 * 操作随机访问列表(如ArrayList)的最佳算法在应用于顺序存取列表时,有可能产生二次项行为。
 * 泛型算法列表鼓励在将某个算法应用于顺序存取列表可能导致差的性能之前,先检查给定的列表是
 * 否是这个接口的一个实例,并在需要时去改变这些算法的行为以保证性能。
 * <p>It is recognized that the distinction between random and sequential
 * access is often fuzzy.  For example, some <tt>List</tt> implementations
 * provide asymptotically linear access times if they get huge, but constant
 * access times in practice.  Such a <tt>List</tt> implementation
 * should generally implement this interface.  As a rule of thumb, a
 * <tt>List</tt> implementation should implement this interface if,
 * for typical instances of the class, this loop:
 * 随机访问和顺序存取之间的界限通常是模糊的。例如,一些List实现在变得很大时会导致渐进的非
 * 线性访问时间,但实际上是常量访问时间。这样的List实现通常都应该实现该接口。一般来说,某
 * 个List实现如果(对某些典型的类的实例来说)满足下面的条件,就应该实现这个接口:循环
 * <pre>
 *     for (int i=0, n=list.size(); i < n; i++)
 *         list.get(i);
 * </pre>
 * runs faster than this loop:
 * 比下面的循环运行速度快。
 * <pre>
 *     for (Iterator i=list.iterator(); i.hasNext(); )
 *         i.next();
 * </pre>
 *
 * @since 1.4
 */
public interface RandomAccess {
}

总结

RandomAccess是一个空接口,而空接口的作用一般是起到一个标识的作用。
通俗点讲,就是判断一个list是否实现了RandomAcess接口,如果实现了,采用简单的for循环进行访问速度比较快。
如果未实现RandomAcess接口,则采用iterator循环访问速度比较快。
判断使用instanceof,即
 

if (list instanceof RandomAccess) 

 

内容概要:本文设计了一种基于PLC的全自动洗衣机控制系统内容概要:本文设计了一种,采用三菱FX基于PLC的全自动洗衣机控制系统,采用3U-32MT型PLC作为三菱FX3U核心控制器,替代传统继-32MT电器控制方式,提升了型PLC作为系统的稳定性与自动化核心控制器,替代水平。系统具备传统继电器控制方式高/低水,实现洗衣机工作位选择、柔和过程的自动化控制/标准洗衣模式切换。系统具备高、暂停加衣、低水位选择、手动脱水及和柔和、标准两种蜂鸣提示等功能洗衣模式,支持,通过GX Works2软件编写梯形图程序,实现进洗衣过程中暂停添加水、洗涤、排水衣物,并增加了手动脱水功能和、脱水等工序蜂鸣器提示的自动循环控制功能,提升了使用的,并引入MCGS组便捷性与灵活性态软件实现人机交互界面监控。控制系统通过GX。硬件设计包括 Works2软件进行主电路、PLC接梯形图编程线与关键元,完成了启动、进水器件选型,软件、正反转洗涤部分完成I/O分配、排水、脱、逻辑流程规划水等工序的逻辑及各功能模块梯设计,并实现了大形图编程。循环与小循环的嵌; 适合人群:自动化套控制流程。此外、电气工程及相关,还利用MCGS组态软件构建专业本科学生,具备PL了人机交互C基础知识和梯界面,实现对洗衣机形图编程能力的运行状态的监控与操作。整体设计涵盖了初级工程技术人员。硬件选型、; 使用场景及目标:I/O分配、电路接线、程序逻辑设计及组①掌握PLC在态监控等多个方面家电自动化控制中的应用方法;②学习,体现了PLC在工业自动化控制中的高效全自动洗衣机控制系统的性与可靠性。;软硬件设计流程 适合人群:电气;③实践工程、自动化及相关MCGS组态软件与PLC的专业的本科生、初级通信与联调工程技术人员以及从事;④完成PLC控制系统开发毕业设计或工业的学习者;具备控制类项目开发参考一定PLC基础知识。; 阅读和梯形图建议:建议结合三菱编程能力的人员GX Works2仿真更为适宜。; 使用场景及目标:①应用于环境与MCGS组态平台进行程序高校毕业设计或调试与运行验证课程项目,帮助学生掌握PLC控制系统的设计,重点关注I/O分配逻辑、梯形图与实现方法;②为工业自动化领域互锁机制及循环控制结构的设计中类似家电控制系统的开发提供参考方案;③思路,深入理解PL通过实际案例理解C在实际工程项目PLC在电机中的应用全过程。控制、时间循环、互锁保护、手动干预等方面的应用逻辑。; 阅读建议:建议结合三菱GX Works2编程软件和MCGS组态软件同步实践,重点理解梯形图程序中各环节的时序逻辑与互锁机制,关注I/O分配与硬件接线的对应关系,并尝试在仿真环境中调试程序以加深对全自动洗衣机控制流程的理解。
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