Java 集合的那些事儿 (一) 【奔跑吧!JAVA】

franco52576 发表于 2021/06/27 18:17:22 2021/06/27
【摘要】 本文介绍了JAVA常用的List集合,对不同的集合类型进行对比和说明

一、集合的由来

  通常,我们的Java程序需要根据程序运行时才知道创建了多少个对象。但若非程序运行,程序开发阶段,我们根本不知道到底需要多少个数量的对象,甚至不知道它的准确类型。为了满足这些常规的编程需要,我们要求能在任何时候,任何地点创建任意数量的对象,而这些对象用什么来容纳呢?我们首先想到了数组,但是!数组只能存放同一类型的数据,而且其长度是固定的,那怎么办了?集合便应运而生了。

二、集合是什么?

   Java集合类存放在java.util包中,是一个用来存放对象的容器。

   注意:

     1.集合只能存放对象。比如你存入一个int型数据66放入集合中,其实它是自动转换成Integer类后存入的,Java中每一种基本数据类型都有对应的引用类型。

     2.集合存放的都是对象的引用,而非对象本身。所以我们称集合中的对象就是集合中对象的引用。对象本身还是放在堆内存中。

     3.集合可以存放不同类型,不限数量的数据类型。

 

三、数组和集合的比较

 数组不是面向对象的,存在明显的缺陷,集合弥补了数组的缺点,比数组更灵活更实用,而且不同的集合框架类可适用不同场合。如下:

  1. 数组能存放基本数据类型和对象,而集合类存放的都是对象,集合类不能存放基本数据类型。数组和集合存放的对象皆为对象的引用地址。
  2. 数组容易固定无法动态改变,集合类容量动态改变。
  3. 数组无法判断其中实际存有多少元素,length只告诉了数组的容量,而集合的size()可以确切知道元素的个数
  4. 集合有多种实现方式和不同适用场合,不像数组仅采用顺序表方式
  5. 集合以类的形式存在,具有封装、继承、多态等类的特性,通过简单的方法和属性即可实现各种复杂操作,大大提高了软件的开发效率


四、List 集合汇总与介绍

接下里这一节,介绍一下在Java里使用频率非常高的list, 以及其实现其他数据结构的方法:

List集合是有序列表,允许存放重复的元素;
实现类:

  • ArrayList:数组实现,查询快,增删慢,轻量级;(线程不安全)
  • LinkedList:双向链表实现,增删快,查询慢 (线程不安全)
  • Vector:数组实现,重量级 (线程安全、使用少)

ArrayList

底层是Object数组,所以ArrayList具有数组的查询速度快的优点以及增删速度慢的缺点。

而在LinkedList的底层是一种双向循环链表。在此链表上每一个数据节点都由三部分组成:前指针(指向前面的节点的位置),数据,后指针(指向后面的节点的位置)。最后一个节点的后指针指向第一个节点的前指针,形成一个循环。

双向循环链表的查询效率低但是增删效率高。

ArrayListLinkedList在用法上没有区别,但是在功能上还是有区别的。

import java.util.ArrayList;

public class RunoobTest {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> sites = new ArrayList<String>();
        sites.add("Google");
        sites.add("Runoob");
        sites.add("Taobao");
        sites.add("Weibo");
        System.out.println(sites);
    }
}


ArrayList自动扩充机制

实现机制:ArrayList.ensureCapacity(int minCapacity)
首先得到当前elementData 属性的长度oldCapacity
然后通过判断oldCapacityminCapacity参数谁大来决定是否需要扩容, 如果minCapacity大于 oldCapacity,那么我们就对当前的List对象进行扩容。 扩容的的策略为:取(oldCapacity * 3)/2 + 1minCapacity之间更大的那个。然后使用数组拷 贝的方法,把以前存放的数据转移到新的数组对象中 如果minCapacity不大于oldCapacity那么就不进行扩容。


LinkedList

LinkedList是采用双向循环链表实现的。

利用LinkedList实现栈(stack)、队列(queue)、双向队列(double-ended queue )。 它具有方法addFirst()addLast()getFirst()getLast()removeFirst()removeLast()等。

经常用在增删操作较多而查询操作很少的情况下:

队列和堆栈。

队列:先进先出的数据结构。

栈:后进先出的数据结构。

注意:使用栈的时候一定不能提供方法让不是最后一个元素的元素获得出栈的机会。

import java.util.LinkedList;

public class RunoobTest {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedList<String> sites = new LinkedList<String>();
        sites.add("Google");
        sites.add("Runoob");
        sites.add("Taobao");
        sites.add("Weibo");
        System.out.println(sites);
    }
}
[Google, Runoob, Taobao, Weibo]

LinkedList实现队列:

队列(Queue)是限定所有的插入只能在表的一端进行,而所有的删除都在表的另一端进行的线性表。
表中允许插入的一端称为队尾(Rear),允许删除的一端称为队头(Front)
队列的操作是按先进先出(FIFO)的原则进行的。
队列的物理存储可以用顺序存储结构,也可以用链式存储结构。

LinkedList实现栈:

(Stack)也是一种特殊的线性表,是一种后进先出(LIFO)的结构。
栈是限定仅在表尾进行插入和删除运算的线性表,表尾称为栈顶(top),表头称为栈底(bottom)
栈的物理存储可以用顺序存储结构,也可以用链式存储结构。

Vector

(与ArrayList相似,区别是Vector是重量级的组件,使用使消耗的资源比较多。)

结论:在考虑并发的情况下用Vector(保证线程的安全)。

在不考虑并发的情况下用ArrayList(不能保证线程的安全)。

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