概要
前面,我们学完了List的全部内容(ArrayList, LinkedList, Vector, Stack)。
现在,我们再回头看看总结一下List。内容包括:
第1部分 List概括
第2部分 List使用场景
第4部分 Vector和ArrayList比较
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第1部分 List概括
先回顾一下List的框架图
(01) List 是一个接口,它继承于Collection的接口。它代表着有序的队列。
(02) AbstractList 是一个抽象类,它继承于AbstractCollection。AbstractList实现List接口中除size()、get(int location)之外的函数。
(03) AbstractSequentialList 是一个抽象类,它继承于AbstractList。AbstractSequentialList 实现了“链表中,根据index索引值操作链表的全部函数”。
(04) ArrayList, LinkedList, Vector, Stack是List的4个实现类。
ArrayList 是一个数组队列,相当于动态数组。它由数组实现,随机访问效率高,随机插入、随机删除效率低。
LinkedList 是一个双向链表。它也可以被当作堆栈、队列或双端队列进行操作。LinkedList随机访问效率低,但随机插入、随机删除效率低。
Vector 是矢量队列,和ArrayList一样,它也是一个动态数组,由数组实现。但是ArrayList是非线程安全的,而Vector是线程安全的。
Stack 是栈,它继承于Vector。它的特性是:先进后出(FILO, First In Last Out)。
第2部分 List使用场景
学东西的最终目的是为了能够理解、使用它。下面先概括的说明一下各个List的使用场景,后面再分析原因。
如果涉及到“栈”、“队列”、“链表”等操作,应该考虑用List,具体的选择哪个List,根据下面的标准来取舍。
(01) 对于需要快速插入,删除元素,应该使用LinkedList。
(02) 对于需要快速随机访问元素,应该使用ArrayList。
(03) 对于“单线程环境” 或者 “多线程环境,但List仅仅只会被单个线程操作”,此时应该使用非同步的类(如ArrayList)。
对于“多线程环境,且List可能同时被多个线程操作”,此时,应该使用同步的类(如Vector)。
第4部分 Vector和ArrayList比较
相同之处
1 它们都是List
它们都继承于AbstractList,并且实现List接口。
ArrayList和Vector的类定义如下:
// ArrayList的定义 public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable // Vector的定义 public class Vector<E> extends AbstractList<E> implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable {}
2 它们都实现了RandomAccess和Cloneable接口
实现RandomAccess接口,意味着它们都支持快速随机访问;
实现Cloneable接口,意味着它们能克隆自己。
3 它们都是通过数组实现的,本质上都是动态数组
ArrayList.java中定义数组elementData用于保存元素
// 保存ArrayList中数据的数组 private transient Object[] elementData;
Vector.java中也定义了数组elementData用于保存元素
// 保存Vector中数据的数组 protected Object[] elementData;
5 它们都支持Iterator和listIterator遍历
它们都继承于AbstractList,而AbstractList中分别实现了 “iterator()接口返回Iterator迭代器” 和 “listIterator()返回ListIterator迭代器”。
不同之处
1 线程安全性不一样
ArrayList是非线程安全;
而Vector是线程安全的,它的函数都是synchronized的,即都是支持同步的。
ArrayList适用于单线程,Vector适用于多线程。
2 对序列化支持不同
ArrayList支持序列化,而Vector不支持;即ArrayList有实现java.io.Serializable接口,而Vector没有实现该接口。
3 构造函数个数不同
ArrayList有3个构造函数,而Vector有4个构造函数。Vector除了包括和ArrayList类似的3个构造函数之外,另外的一个构造函数可以指定容量增加系数。
ArrayList的构造函数如下:
// 默认构造函数 ArrayList() // capacity是ArrayList的默认容量大小。当由于增加数据导致容量不足时,容量会添加上一次容量大小的一半。 ArrayList(int capacity) // 创建一个包含collection的ArrayList ArrayList(Collection<? extends E> collection)
Vector的构造函数如下:
// 默认构造函数 Vector() // capacity是Vector的默认容量大小。当由于增加数据导致容量增加时,每次容量会增加一倍。 Vector(int capacity) // 创建一个包含collection的Vector Vector(Collection<? extends E> collection) // capacity是Vector的默认容量大小,capacityIncrement是每次Vector容量增加时的增量值。 Vector(int capacity, int capacityIncrement)
4 容量增加方式不同
逐个添加元素时,若ArrayList容量不足时,“新的容量”=“(原始容量x3)/2 + 1”。
而Vector的容量增长与“增长系数有关”,若指定了“增长系数”,且“增长系数有效(即,大于0)”;那么,每次容量不足时,“新的容量”=“原始容量+增长系数”。若增长系数无效(即,小于/等于0),则“新的容量”=“原始容量 x 2”。
ArrayList中容量增长的主要函数如下:
public void ensureCapacity(int minCapacity) { // 将“修改统计数”+1 modCount++; int oldCapacity = elementData.length; // 若当前容量不足以容纳当前的元素个数,设置 新的容量=“(原始容量x3)/2 + 1” if (minCapacity > oldCapacity) { Object oldData[] = elementData; int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1; if (newCapacity < minCapacity) newCapacity = minCapacity; elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); } }
vector的容量增长如下:
1 private void ensureCapacityHelper(int minCapacity) { 2 int oldCapacity = elementData.length; 3 // 当Vector的容量不足以容纳当前的全部元素,增加容量大小。 4 // 若 容量增量系数>0(即capacityIncrement>0),则将容量增大当capacityIncrement 5 // 否则,将容量增大一倍。 6 if (minCapacity > oldCapacity) { 7 Object[] oldData = elementData; 8 int newCapacity = (capacityIncrement > 0) ? 9 (oldCapacity + capacityIncrement) : (oldCapacity * 2); 10 if (newCapacity < minCapacity) { 11 newCapacity = minCapacity; 12 } 13 elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); 14 } 15 }
5 对Enumeration的支持不同。Vector支持通过Enumeration去遍历,而List不支持
Vector中实现Enumeration的代码如下:
1 public Enumeration<E> elements() { 2 // 通过匿名类实现Enumeration 3 return new Enumeration<E>() { 4 int count = 0; 5 6 // 是否存在下一个元素 7 public boolean hasMoreElements() { 8 return count < elementCount; 9 } 10 11 // 获取下一个元素 12 public E nextElement() { 13 synchronized (Vector.this) { 14 if (count < elementCount) { 15 return (E)elementData[count++]; 16 } 17 } 18 throw new NoSuchElementException("Vector Enumeration"); 19 } 20 }; 21 }