004-jdk-数据结构-ArrayList、LinkedList

一、ArrayList概述

　　数组集合，无容量限制，非线程安全

　　ArrayList、Vector是线性表，使用Object数组作为容器去存储数据的，添加了很多方法维护这个数组，使其容量可以动态增长，极大地提升了开发效率。它们明显的区别是ArrayList是非同步的，Vector是同步的。不用考虑多线程时应使用ArrayList来提升效率。

　　ArrayList的基层是数组，实现了通过index直接访问数据

最佳使用推荐

　　数据连续写入，需要根据index进行查找；写入和删除较少的，必须使用有参数的构造，即使超过了也会自动扩展。

1.1、JDK8 的ArrayList实现

1）重要的成员变量

　　private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

　　　　默认初始化容量

　　transient Object[] elementData;

　　　　存储arraylist元素的数组缓冲区。arraylist的容量是这个数组缓冲区的长度。任何带有elementdata==defaultcapacity_empty_elementdata的空arraylist将在添加第一个元素时扩展为默认容量

　　private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};

　　　　用于空实例的共享空数组实例。

　　private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};

　　　　共享空数组实例，用于默认大小的空实例。我们将其与空元素数据区分开来，以了解何时充气添加第一个元素。

2）构造方法

构造一、空参数构造，构造初始容量为10的空列表。

//构造初始容量为10的空列表。
public ArrayList() {
        this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
    }

　　创建一个空的共享数组实例，没有初始化的默认的10，默认的是在第一add时候创建的

构造二、初始容量构造。按照给点参数构造

    //构造具有指定初始容量的空列表。
    public ArrayList(int initialCapacity) {
        if (initialCapacity > 0) {
            this.elementData = new Object[initialCapacity];
        } else if (initialCapacity == 0) {
            this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
        } else {
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                               initialCapacity);
        }
    }

View Code

　　参看代码：initialCapacity 大于0 直接创建指定大小的数组；等于0 创建一个空元素的的共享数组；小于0 会抛出异常

　　注意：此处的初始容量initialCapacity，不会影响后续的自动扩展，只是降低添加时候的数据动态扩展以及拷贝，如果添加的数据大于initialCapacity，此时就会自动扩展数组了。

　　　　优化点，如果需要确定添加 20个元素，需要initialCapacity的设置为：20，这样就降低了动态扩展，以及数组的拷贝内存，时间的消耗

构造三、按照集合迭代器返回元素的顺序构造包含指定集合的元素的列表

    //按照集合迭代器返回元素的顺序构造包含指定集合的元素的列表。
    public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
        elementData = c.toArray();
        if ((size = elementData.length) != 0) {
            // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
            if (elementData.getClass() != Object[].class)
                elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
        } else {
            // replace with empty array.
            this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
        }
    }

View Code

　　将集合创建成数据

3）常用方法说明

　　add(E e)：元素末尾插入

　　　　先会执行：ensureCapacityInternal(size + 1); 确定增长因子以及初始化默认数组

　　　　分析：ensureCapacityInternal

　　　　　　1》当前长度加1，calculateCapacity(elementData, minCapacity) ，内部确定了最小容量minCapacity

　　　　　　2》调用 ensureExplicitCapacity，如果没有超出范围，什么都不做，超出范围，执行grow

　　　　　　3》查看grow

    private void grow(int minCapacity) {
        // overflow-conscious code
        int oldCapacity = elementData.length;
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
        if (newCapacity - minCapacity < 0)
            newCapacity = minCapacity;
        if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
            newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
        // minCapacity is usually close to size, so this is a win:
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
    }

　　　　　　说明：java中有三种移位运算符

　　　　　　　　<< : 左移运算符，num << 1,相当于num乘以2

　　　　　　　　>> : 右移运算符，num >> 1,相当于num除以2

　　　　　　　　>>> : 无符号右移，忽略符号位，空位都以0补齐

　　　　　　4》grow主要是，扩展1.5倍的容量，重新拷贝创建一个新数组

　　add(int index, E element)

　　　　大部分与上述一致，只是在确定增加mod后，System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,size - index);必须重建数组。

　　remove(Object o)

　　　　移除，如果找到，确定会重新拷贝数组，删除的元素直接抛弃，等待GC收集即可，与clear一致

　　其他方法，没有比较复杂的，不在复述

二、LInkedList

　　采用链表进行存储

　　基于双向列表的机制，插入创建一个Entry对象，并切换前后元素引用，非线程安全

　　相对于ArrayList，其优势：add，remove较快，因为只需要操作前后元素，而ArrayList需要操作整个列表； get，set较慢以为ArrayList是有序的，LinkedList需要整个遍历

　　LinkedList是基于双端链表的List，其内部的实现源于对链表的操作，所以适用于频繁增加、删除的情况；该类不是线程安全的；另外，由于LinkedList实现了Queue接口，所以LinkedList不止有队列的接口，还有栈的接口，可以使用LinkedList作为队列和栈的实现。

最佳使用推荐

　　频繁增加、删除的场景，遍历查找较少的

2.1、JDK1.8的LinkedList实现

　　没有具体特殊的。可自行参看