Java list接口,ArrayList,LinkedList,Vector

本文深入解析Java中的List接口及其三种实现:ArrayList、LinkedList和Vector。对比它们的特点、底层数据结构和适用场景,如ArrayList的动态数组,LinkedList的双向链表,及Vector的线程安全性。适合Java开发者深入了解集合框架。

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List接口

  1. 存储的数据特点:存储序的、可重复的数据
  2. 常用方法:(记住)
  • 增:add(Object obj)
  • 删:remove(int index) / remove(Object obj)
  • 改:set(int index, Object ele)
  • 查:get(int index)
  • 插:add(int index, Object ele)
  • 长度:size()
  • 遍历:① Iterator迭代器方式
    ② 增强for循环
    ③ 普通的循环
    JDK API中List接口的实现类常用的有:ArrayList、LinkedList和Vector

ArrayList

本质上,ArrayList是对象引用的一个”变长”数组
1 源码分析(重要部分),
JDK1.7:ArrayList像饿汉式,直接创建一个初始容量为10的数组
JDK1.8:ArrayList像懒汉式,一开始创建一个长度为0的数组,当添加第一个元素时再创建一个始容量为10的数组

JDK1.7 :

  • ArrayList list = new ArrayList();//底层创建了长度是10的Object[]数组elementData
  • 添加元素时,如果此次的添加导致底层elementData数组容量不够,则扩容。默认情况下,扩容为原来的容量的1.5倍,同时需要将原有数组中的数据复制到新的数组中。
  • 结论:建议开发中使用带参的构造器:ArrayList list = new ArrayList(int capacity)

JDK 8中ArrayList的变化:

  • ArrayList list = new ArrayList();//底层Object[] elementData初始化为{}.并没创建长度为10的数组
  • list.add(123);//第一次调用add()时,底层才创建了长度10的数组,并将数据123添加到elementData[0]
  • 后续的添加和扩容操作与jdk 7 无异。

LinkedList

LinkedList:双向链表,内部没有声明数组,而是定义了Node类型的first和last,用于记录首末元素。同时,定义内部类Node,作为LinkedList中保存数据的基本结构。Node除了保存数据,还定义了两个变量,prev变量记录前一个元素的位置,next变量记录下一个元素的位置
在这里插入图片描述

  • 对于频繁的插入或删除元素的操作,建议使用LinkedList类,效率较高

Vector

  • Vector 是一个古老的集合,JDK1.0就有了。大多数操作与ArrayList
    相同,区别之处在于Vector是线程安全的。
  • 在各种list中,最好把ArrayList作为缺省选择。当插入、删除频繁时,
    使用LinkedList;Vector总是比ArrayList慢,所以尽量避免使用。
  • jdk7和jdk8中通过Vector()构造器创建对象时,底层都创建了长度为10的数组。在扩容方面,默认扩容为原来的数组长度的2倍。

面试题

1 请问ArrayList/LinkedList/Vector的异同?谈谈你的理解?ArrayList底层
是什么?扩容机制?Vector和ArrayList的最大区别?

  • ArrayList和LinkedList的异同
    二者都线程不安全,相对线程安全的Vector,执行效率高。
    此外,ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构,LinkedList基于链表的数据结构。对于随机访问get和set,ArrayList觉得优于LinkedList,因LinkedList要移动指针。对于新增和删除操作add(特指插入)和remove,LinkedList比较占优势,因为ArrayList要移动数据。
  • ArrayList和Vector的区别
    Vector和ArrayList几乎是完全相同的,唯一的区别在于Vector是同步类(synchronized),属于强同步类。因此开销就比ArrayList要大,访问要慢。正常情况下,大多数的Java程序员使用ArrayList而不是Vector,因为同步完全可以由程序员自己来控制。Vector每次扩容请求其大小的2倍空间,而ArrayList是1.5倍。Vector还有一个子类Stack。
Java中的ArrayListLinkedListVector是三种常见的集合类,它们都实现了List接口,但在实现和使用上有一些区别。 1. 实现方式: - ArrayList是基于数组实现的动态数组,可以动态调整数组的大小。 - LinkedList是基于链表实现的,每个元素都含一个指向前一个和后一个元素的引用。 - Vector也是基于数组实现的动态数组,类似于ArrayList,但是它是线程安全的。 2. 线程安全性: - ArrayListLinkedList不是线程安全的,多个线程同时访问时需要外部同步控制。 - Vector是线程安全的,它的每个方法都使用了synchronized关键字进行同步,可以在多线程环境下使用。 3. 性能: - ArrayList的性能比LinkedList好,因为它直接通过索引访问元素,而LinkedList需要遍历链表才能找到指定位置的元素。 - Vector由于需要进行同步控制,性能相对较差。 4. 插入和删除操作: - ArrayList在末尾插入和删除元素的性能较好,但在中间或开头插入和删除元素时,需要移动其他元素。 - LinkedList在任意位置插入和删除元素的性能较好,因为只需更改节点的引用。 5. 使用场景: - 如果需要频繁访问集合中的元素,并且对数据的增删操作较少,可以选择ArrayList。 - 如果需要频繁进行插入和删除操作,或者需要使用栈、队列等数据结构,可以选择LinkedList。 - 如果需要在多线程环境中使用,可以选择Vector。 总结:ArrayList适用于读取操作频繁的场景,LinkedList适用于频繁插入、删除操作的场景,Vector适用于多线程环境。
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