数组和集合的区别 --《JAVA编程思想》 64

数组相信大家都不陌生,它和集合一样都可以持有多个对象 ,但两者的差别在哪里呢?

数组和集合的差别主要在三个方面:效率、保存类型、非空判断。

1.效率

数组是简单的线性序列,是 JAVA 中效率最高的存储结构,并且随机访问的效率也十分优异。但这种高效需要在数组定义时指定其长度,且之后无法扩展。集合虽然可以实现存储空间的动态分配,不过这会带来额外的开销。

我们先来看看两者在存储方面的效率。

public class ArrayAndList {
    
    

    public static void creatItems(int size) {
    
    
        System.out.println("生成元素:" + size + "个");
        long arrayStart = System.currentTimeMillis();
        int[] ints = new int[size];
        for (int i = 0; i < size; i++) {
    
    
            ints[i] = i;
        }
        long arrayEnd = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("数组耗时:" + (arrayEnd - arrayStart) + "ms");
        long ListStart = System.currentTimeMillis();
        ArrayList<Integer> integers = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < size; i++) {
    
    
            integers.add(i);
        }
        long ListEnd = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("集合耗时:" + (ListEnd - ListStart) + "ms");
    }

    public static void main(String[] args) {
    
    
        creatItems(1000*1000);
        creatItems(10000*10000);
    }

}
生成元素:1000000个
数组耗时:5ms
集合耗时:22ms
生成元素:100000000个
数组耗时:262ms
集合耗时:72535ms

同样是存储元素,我们发现随着数据量的增大,集合和数组在效率方面的差距愈发明显。

我们再来看看数组和集合在随机访问方面的性能。

下述例子为保证数组和集合中随机访问元素的下标是一致的,在生成 Random 是指定了相同的随机种子 45,故两者获取的随机数是完全一样的。

public class ArrayAndList {
    
    

    public static void randItems(int count, int size) {
    
    
        System.out.println("随机访问元素:" + count + "个,元素总数:" + size + "个");
        Random random = new Random(47);
        int[] ints = new int[size];
        for (int i = 0; i < size; i++) {
    
    
            ints[i] = i;
        }
        long arrayStart = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < size; i++) {
    
    
            int j = ints[random.nextInt(ints.length)];
        }
        long arrayEnd = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("数组耗时:" + (arrayEnd - arrayStart) + "ms");
        random = new Random(47);
        ArrayList<Integer> integers = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < size; i++) {
    
    
            integers.add(i);
        }
        long ListStart = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < size; i++) {
    
    
            int j = integers.get(random.nextInt(integers.size()));
        }
        long ListEnd = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("集合耗时:" + (ListEnd - ListStart) + "ms");
    }

    public static void main(String[] args) {
    
    
        randItems(100 * 100, 100 * 100 * 10);
        randItems(1000 * 1000, 1000 * 1000 * 10);
    }

}
随机访问元素:10000,元素总数:100000个
数组耗时:3ms
集合耗时:4ms
随机访问元素:1000000,元素总数:10000000个
数组耗时:64ms
集合耗时:670ms

从结果上不难看出,数组在随机访问方面也是明显优于集合。

2. 类型

数组可以定义为基本类型,但集合只能定义为包装类型,不过因为自动包装机制,基本类型也能放入集合中。

    public static void main(String[] args) {
    
    
        int a = 1;
        int b = 2;
        Integer c = 3;
        int[] ints = new int[3];
        ints[0] = a;
        ints[1] = b;
        ints[2] = c;
        //无法编译,无法定义存储基本类型的集合
        // ArrayList<int> intList = new ArrayList<>();
        ArrayList<Integer> integers = new ArrayList<>();
        integers.add(a);
        integers.add(b);
        integers.add(c);
    }

3.非空判断

当我们需要判断容器中某个位置是否为空的时候,数组和集合都需要判断下标是否越界。不过因数组每一个容纳元素的位置都会被初始化null ,故还需要单独判断非空,在这方面比集合拥有额外的开销。

    public static boolean arrayIsNull(int[] ints, int index) {
    
    
        if (index < ints.length && ints[index] != 0) {
    
    
            return true;
        }
        return false;
    }

    public static boolean listIsNull(ArrayList<Integer> integers, int index) {
    
    
        if (index < integers.size()) {
    
    
            return true;
        }
        return false;
    }

上述例子中值得注意的是,int[ ] 存储的是基本类型,默认值均为 0,故判断是否被赋值,应判断 ints[index] != 0 ,若是具体类型,则应判断 != null 。

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