java基础之集合之List

• Java的List是非常常用的数据类型。List是有序的Collection。Java List一共三个实现类：分别是ArrayList、Vector和LinkedList。
  

ArrayList

• ArrayList是最常用的List实现类，内部是通过数组实现的，它允许对元素进行快速随机访问。数组的缺点是每个元素之间不能有间隔，当数组大小不满足时需要增加存储能力，就要将已经有数组的数据复制到新的存储空间中。当从ArrayList的中间位置插入或者删除元素时，需要对数组进行复制、移动、代价比较高。因此，它适合随机查找和遍历，不适合插入和删除

底层实现原理

1.当我们new 一个ArrayList时，不传size时，往list中add第一个数据时，ArrayList就会new一个默认大小为10的数组。

public boolean add(E e) {
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        elementData[size++] = e;
        return true;
    }


private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
        ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
    }


private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
        if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
            return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
        }
        return minCapacity;
    }

    private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;    

2.当继续往list添加数据时,当添加的数据大于当前数组的大小时，就会将旧数组的数据复制到一个1.5倍大小的新的数组。

 private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
        modCount++;

        // overflow-conscious code
        if (minCapacity - elementData.length > 0)
            grow(minCapacity);
    }

    private void grow(int minCapacity) {
        // overflow-conscious code
        int oldCapacity = elementData.length;
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);//newCapacity =1.5*oldCapacity
        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);
    }

3.然而删除数据不会自动缩容

Vector

• Vector与ArrayList一样，也是通过数组实现的，不同的是它支持线程的同步，即某一时刻只有一个线程能够写Vector，避免多线程同时写而引起的不一致性，但实现同步需要很高的花费，因此，访问它比访问ArrayList慢。

底层实现原理

1.当我们new 一个 Vector时，就会自动创建一个默认大小为10的的数组

    public Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement) {
        super();
        if (initialCapacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                               initialCapacity);
        this.elementData = new Object[initialCapacity];
        this.capacityIncrement = capacityIncrement;
    }

   
    public Vector(int initialCapacity) {
        this(initialCapacity, 0);
    }

    
    public Vector() {
        this(10);
    }

2.Vector中的方法是同步的。Vector的所有操作方法都被同步了，既然被同步了，多个线程就不可能同时访问vector中的数据，只能一个一个地访问，所以不会出现数据混乱的情况，所以是线程安全的。

   public synchronized int capacity() {
        return elementData.length;
    }

    /**
     * Returns the number of components in this vector.
     *
     * @return  the number of components in this vector
     */
    public synchronized int size() {
        return elementCount;
    }

    /**
     * Tests if this vector has no components.
     *
     * @return  {@code true} if and only if this vector has
     *          no components, that is, its size is zero;
     *          {@code false} otherwise.
     */
    public synchronized boolean isEmpty() {
        return elementCount == 0;
    }

LinkedList

• LinkedList是用链表结构存储数据的，很适合数据的动态插入和删除，随机访问和遍历速度比较慢。另外，他还提供了List接口中没有定义的方法，专门用于操作表头和表尾元素，可以当作堆栈、队列和双向队列使用。

1.底层使用双向链表实现

 private static class Node<E> {
       E item;
       Node<E> next;
       Node<E> prev;

       Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
           this.item = element;
           this.next = next;
           this.prev = prev;
       }
   }