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深圳的网站建设公司 湖南岚鸿,陕西省建设网三类人员题库,宁波seo优势,玻璃钢产品哪个网站做推广好JavaArrayList集合学习及集合学习概述 一、Java集合概述 Java 集合#xff0c; 也叫作容器#xff0c;主要是由两大接口派生而来#xff1a;一个是 Collection接口#xff0c;主要用于存放单一元素#xff1b;另一个是 Map 接口#xff0c;主要用于存放键值对。对于Col…JavaArrayList集合学习及集合学习概述 一、Java集合概述 Java 集合 也叫作容器主要是由两大接口派生而来一个是 Collection接口主要用于存放单一元素另一个是 Map 接口主要用于存放键值对。对于Collection 接口下面又有三个主要的子接口List、Set 和 Queue。
问题1说说List、Set、Queue、Map四者的区别 List(对付顺序的好帮手): 存储的元素是有序的、可重复的。Set(注重独一无二的性质): 存储的元素不可重复的。Queue(实现排队功能的叫号机): 按特定的排队规则来确定先后顺序存储的元素是有序的、可重复的。Map使用键值对key-value存储key 是无序的、不可重复的value 是无序的、可重复的每个键最多映射到一个值 问题2什么是ArrayList简单介绍一下 ArrayList是List接口的实现类其底层采用Object动态数组实现不是线程安全的ArrayList存储的元素是有序的可重复的ArrayList 支持插入add、删除remove、访问get等常见操作并且提供了丰富的 API 操作方法。 问题3说说ArrayList和Array数组的区别 1、ArrayList是基于动态数组实现的创建时不需要指定大小Array是静态数组创建时必须指定大小。2、ArrayList会根据实际存储的元素动态地扩容而 Array 被创建之后就不能改变它的长度了。3、ArrayList 允许你使用泛型来确保类型安全Array 则不可以。4、ArrayList 中只能存储对象对于基本类型数据需要使用其对应的包装类如 Integer、Double 等。Array 可以直接存储基本类型数据也可以存储对象。5、ArrayList 支持插入add、删除remove、访问get等常见操作并且提供了丰富的 API 操作方法。Array 只是一个固定长度的数组只能按照下标访问其中的元素不具备动态添加、删除元素的能力。 问题4ArrayList 和 Vector 的区别? ArrayList 是 List 的主要实现类底层使用 Object[]存储适用于频繁的查找工作线程不安全 。Vector 是 List 的古老实现类底层使用Object[] 存储线程安全。 问题5Vector和Stack的区别 Vector 和 Stack 两者都是线程安全的都是使用 synchronized 关键字进行同步处理。Stack栈继承自Vector列表栈是先进后出。 问题6ArrayList 和 LinkedList区别 是否线程安全ArrayList 和 LinkedList都是不同步的也就是不保证线程安全。底层数据结构ArrayList 底层使用的是 Object 数组LinkedList 底层使用的是 双向链表 数据结构JDK1.6 之前为循环链表JDK1.7 取消了循环。是否支持快速随机访问 LinkedList 不支持高效的随机元素访问而 ArrayList实现了 RandomAccess 接口 支持。注意虽然LinkedList不支持随机访问但它也有get方法可以通过get指定位置的下标来获取到对应的元素但它是通过遍历双向链表从头节点开始顺序遍历得到的插入和删除是否受元素位置的影响ArrayList 采用数组存储所以插入和删除元素的时间复杂度受元素位置的影响。比如执行add(E e)方法的时候 ArrayList 会默认在将指定的元素追加到此列表的末尾这种情况时间复杂度就是 O(1)。但是如果要在指定位置 i 插入和删除元素的话add(int index, E element)时间复杂度就为 O(n)。因为在进行上述操作的时候集合中第 i 和第 i 个元素之后的(n-i)个元素都要执行向后位/向前移一位的操作。LinkedList 采用链表存储所以在头尾插入或者删除元素不受元素位置的影响add(E e)、addFirst(E e)、addLast(E e)、removeFirst()、 removeLast()时间复杂度为 O(1)如果是要在指定位置 i 插入和删除元素的话add(int index, E element)remove(Object o),remove(int index) 时间复杂度为 O(n) 因为需要先移动到指定位置再插入和删除。内存空间占用 ArrayList 的空间浪费主要体现在在 list 列表的结尾会预留一定的容量空间而 LinkedList 的空间花费则体现在它的每一个元素都需要消耗比 ArrayList 更多的空间因为要存放直接后继和直接前驱以及数据。 问题7LinkedList 为什么不能实现 RandomAccess 接口 RandomAccess 是一个标记接口用来表明实现该接口的类支持随机访问即可以通过索引快速访问元素。由于 LinkedList 底层数据结构是链表内存地址不连续只能通过指针来定位不支持随机快速访问所以不能实现 RandomAccess 接口。 需要注意虽然LinkedList不支持随机访问但它也有get方法可以通过get指定位置的下标来获取到对应的元素但它是通过遍历双向链表从头节点开始顺序遍历得到的 问题8ArrayList 可以添加 null 值吗 ArrayList 中可以存储任何类型的对象包括 null 值。不过不建议向ArrayList 中添加 null 值 null 值无意义会让代码难以维护比如忘记做判空处理就会导致空指针异常。 二、ArrayList的扩容机制分析*** 一ArrayList 的构造函数 ArrayList 的初始化方式有三种 方式1创建无参构造函数方式2创建带初始化容量参数的构造函数用户自己指定初始容量方式3创建包含指定collection集合元素的集合 /*** 集合的初始化方式三种///方式1创建无参构造函数List list1 new ArrayList();//方式2创建带初始化容量参数的构造函数用户自己指定初始容量List list2 new ArrayList(5);//方式3创建包含指定collection集合元素的集合ListInteger temp new ArrayListInteger();temp.add(1);temp.add(2);temp.add(3);List list3 new ArrayList(temp);三种方式具体的源代码如下 transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access/** 默认初始容量大小*/private static final int DEFAULT_CAPACITY 10;private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA {};/*默认构造函数使用初始容量10构造一个空列表(无参数构造实际上初始化赋值的是一个空数组。当真正对数组进行添加元素操作时才真正分配容量。即向数组中添加第一个元素时数组容量扩为 10。)*/public ArrayList() {this.elementData DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;}/* 带初始容量参数的构造函数。用户自己指定容量*/public ArrayList(int initialCapacity) {if (initialCapacity 0) {//初始容量大于0//创建initialCapacity大小的数组this.elementData new Object[initialCapacity];} else if (initialCapacity 0) {//初始容量等于0//创建空数组this.elementData EMPTY_ELEMENTDATA;} else {//初始容量小于0抛出异常throw new IllegalArgumentException(Illegal Capacity: initialCapacity);}}/*构造包含指定collection元素的列表这些元素利用该集合的迭代器按顺序返回如果指定的集合为nullthrows NullPointerException。/public ArrayList(Collection? extends E c) {elementData c.toArray();if ((size elementData.length) ! 0) {// c.toArray might (incorrectly) not return Objectif (elementData.getClass() ! Object[].class)elementData Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);} else {// replace with empty array.this.elementData EMPTY_ELEMENTDATA;}} 注意 以无参数构造方法创建 ArrayList 时实际上初始化赋值的是一个空数组。当真正对数组进行添加元素操作时才真正分配容量。即向数组中添加第一个元素时数组容量扩为 10。 二ArrayList的扩容机制 这里以无参构造函数的方式创建ArrayList为例。 1、先来看 add 方法 /* 将指定的元素追加到此列表的末尾。/public boolean add(E e) {//添加元素之前先调用ensureCapacityInternal方法//这里size 1 作用主要是为了确保在数组添加完元素之后仍有足够的容量//起到一个更加保险的作用ensureCapacityInternal(size 1); // Increments modCount!!//这里看到ArrayList添加元素的实质就相当于为数组赋值elementData[size] e;return true;} 2、再来看看 ensureCapacityInternal() 方法 //得到最小扩容量private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {if (elementData DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {// 获取默认的容量和传入参数的较大值minCapacity Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);}ensureExplicitCapacity(minCapacity);} 当 要 add 进第 1 个元素时minCapacity 为 1在 Math.max()方法比较后minCapacity 为 10。 3、ensureExplicitCapacity() 方法 //判断是否需要扩容private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {modCount;// overflow-conscious codeif (minCapacity - elementData.length 0)//调用grow方法进行扩容调用此方法代表已经开始扩容了grow(minCapacity);} 这里我们对上述进行概述分析下 当我们要 add 进第 1 个元素到 ArrayList 时elementData.length 为 0 因为还是一个空的 list因为执行了 ensureCapacityInternal() 方法以当前空数组长度0 和 默认值10 进行比较 0 10 所以 minCapacity 此时为 10。此时minCapacity - elementData.length 0成立所以会进入 grow(minCapacity) 方法。当 add 第 2 个元素时minCapacity 为 2此时 elementData.length(容量)在添加第一个元素后扩容成 10 了。此时minCapacity - elementData.length 0 不成立所以不会进入 执行grow(minCapacity) 方法。添加第 3、4···到第 10 个元素时依然不会执行 grow 方法数组容量都为 10。直到添加第 11 个元素minCapacity(为 11)比 elementData.length为 10要大。进入 grow 方法进行扩容。 4、grow() 方法** /*** 要分配的最大数组大小/private static final int MAX_ARRAY_SIZE Integer.MAX_VALUE - 8;/** ArrayList扩容的核心方法。/private void grow(int minCapacity) {// oldCapacity为旧容量newCapacity为新容量int oldCapacity elementData.length;//将oldCapacity 右移一位其效果相当于oldCapacity /2//我们知道位运算的速度远远快于整除运算整句运算式的结果就是将新容量更新为旧容量的1.5倍int newCapacity oldCapacity (oldCapacity 1);//然后检查新容量是否大于最小需要容量若还是小于最小需要容量那么就把最小需要容量当作数组的新容量if (newCapacity - minCapacity 0)newCapacity minCapacity;// 如果新容量大于 MAX_ARRAY_SIZE,进入(执行) hugeCapacity() 方法来比较 minCapacity 和 MAX_ARRAY_SIZE//如果minCapacity大于最大容量则新容量则为Integer.MAX_VALUE否则新容量大小则为 MAX_ARRAY_SIZE 即为 Integer.MAX_VALUE - 8。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);} 注意int newCapacity oldCapacity (oldCapacity 1),所以 ArrayList 每次扩容之后容量都会变为原来的 1.5 倍左右oldCapacity 为偶数就是 1.5 倍否则是 1.5 倍左右 奇偶不同比如1010/2 15, 3333/249。如果是奇数的话会丢掉小数. 我们来详细探究一下grow方法 当 add 第 1 个元素时oldCapacity 为 0经比较后第一个 if 判断成立newCapacity minCapacity(为 10)。但是第二个 if 判断不会成立即 newCapacity 不比 MAX_ARRAY_SIZE 大则不会进入 hugeCapacity 方法。数组容量为 10add 方法中 return true,size 增为 1。当 add 第 11 个元素进入 grow 方法时newCapacity 为 15比 minCapacity为 11大第一个 if 判断不成立。新容量没有大于数组最大 size不会进入 hugeCapacity 方法。数组容量扩为 15add 方法中 return true,size 增为 11。以此类推······ 5、hugeCapacity() 方法。 从上面 grow() 方法源码我们知道如果新容量大于 MAX_ARRAY_SIZE,进入(执行) hugeCapacity() 方法来比较 minCapacity 和 MAX_ARRAY_SIZE如果 minCapacity 大于最大容量则新容量则为Integer.MAX_VALUE否则新容量大小则为 MAX_ARRAY_SIZE 即为 Integer.MAX_VALUE - 8。 private static int hugeCapacity(int minCapacity) {if (minCapacity 0) // overflowthrow new OutOfMemoryError();//对minCapacity和MAX_ARRAY_SIZE进行比较//若minCapacity大将Integer.MAX_VALUE作为新数组的大小//若MAX_ARRAY_SIZE大将MAX_ARRAY_SIZE作为新数组的大小//MAX_ARRAY_SIZE Integer.MAX_VALUE - 8;return (minCapacity MAX_ARRAY_SIZE) ?Integer.MAX_VALUE :MAX_ARRAY_SIZE;} 三System.arraycopy() 和 Arrays.copyOf()方法 阅读源码的话我们就会发现 ArrayList 中大量调用了这两个方法。比如我们上面讲的扩容操作以及add(int index, E element)、toArray() 等方法中都用到了该方法 1、System.arraycopy() 方法 // 我们发现 arraycopy 是一个 native 方法,接下来我们解释一下各个参数的具体意义/** 复制数组* param src 源数组* param srcPos 源数组中的起始位置* param dest 目标数组* param destPos 目标数组中的起始位置* param length 要复制的数组元素的数量/public static native void arraycopy(Object src, int srcPos,Object dest, int destPos,int length); 在ArrayList使用场景在ArrayList中的指定位置添加元素add(int index, E element) /** 在此列表中的指定位置插入指定的元素。*先调用 rangeCheckForAdd 对index进行界限检查然后调用 ensureCapacityInternal 方法保证capacity足够大再将从index开始之后的所有成员后移一个位置将element插入index位置最后size加1。/public void add(int index, E element) {rangeCheckForAdd(index);ensureCapacityInternal(size 1); // Increments modCount!!//arraycopy()方法实现数组自己复制自己//elementData:源数组;index:源数组中的起始位置;elementData目标数组index 1目标数组中的起始位置 size - index要复制的数组元素的数量System.arraycopy(elementData, index, elementData, index 1, size - index);elementData[index] element;size;} 我们来写一个简单示例 public static void main(String[] args) {int[] a new int[10];a[0] 10;a[1] 20;a[2] 30;a[3] 40;System.arraycopy(a, 2, a, 4, 3);for (int i 0; i 10; i) {System.out.println(a[i]);}}输出结果 2、Arrays.copyOf()方法 传入一个数组指针和新数组长度 public static int[] copyOf(int[] original, int newLength) {// 申请一个新的数组int[] copy new int[newLength];// 调用System.arraycopy,将源数组中的数据进行拷贝,并返回新的数组System.arraycopy(original, 0, copy, 0,Math.min(original.length, newLength));return copy;} 在ArrayList中的使用场景 /*以正确的顺序返回一个包含此列表中所有元素的数组从第一个到最后一个元素; 返回的数组的运行时类型是指定数组的运行时类型。/public Object[] toArray() {//elementData要复制的数组size要复制的长度return Arrays.copyOf(elementData, size);} 个人觉得使用 Arrays.copyOf()方法主要是为了给原有数组扩容我么来个例子 public static void main(String[] args) {int[] a new int[10];a[0] 10;a[1] 20;a[2] 30;a[3] 40;System.arraycopy(a, 2, a, 4, 3);for (int i 0; i 10; i) {System.out.println(a[i]);}int[] b Arrays.copyOf(a, 15);System.out.println(b.length b.length);}输出结果 两者联系 看两者源代码可以发现 Arrays.copyOf()内部实际调用了 System.arraycopy() 方法 两者区别 System.arraycopy() 需要目标数组将原数组拷贝到你自己定义的数组里或者原数组而且可以选择拷贝的起点和长度以及放入新数组中的位置 Arrays.copyOf() 是系统自动在内部新建一个数组并返回该数组。