List集合的总结和应用场景的介绍
1、List的整體介紹
List 是一個接口，它繼承于Collection的接口，它代表著有序的隊列。list的實(shí)現(xiàn)類對象中每一個元素都有一個索引值，能夠按照索引值進(jìn)行元素查找。
AbstractList 是一個抽象類，它繼承于AbstractCollection。AbstractList實(shí)現(xiàn)List接口中除size()、get(int location)之外的函數(shù)。
AbstractSequentialList 是一個抽象類，它繼承于AbstractList。AbstractSequentialList 實(shí)現(xiàn)了“鏈表中，根據(jù)index索引值操作鏈表的全部函數(shù)”。
ArrayList, LinkedList, Vector, Stack是List的4個實(shí)現(xiàn)類。
ArrayList 是一個數(shù)組隊列，相當(dāng)于動態(tài)數(shù)組。它由動態(tài)數(shù)組實(shí)現(xiàn)，隨機(jī)訪問效率高，隨機(jī)插入、隨機(jī)刪除效率低。ArrayList是非線程安全的。
LinkedList 是一個雙向鏈表。它是由雙向鏈表實(shí)現(xiàn)的，它也可以被當(dāng)作堆棧、隊列或雙端隊列進(jìn)行操作。LinkedList隨機(jī)訪問效率低，但隨機(jī)插入、隨機(jī)刪除效率低。一般對LinkedList進(jìn)行元素遍歷的時候使用removeFist()函數(shù)和removeLast()函數(shù)進(jìn)行遍歷的時候效率比較高，隨機(jī)訪問的方式效率最低?！ ?br />
Vector 是矢量隊列，和ArrayList一樣，它也是一個動態(tài)數(shù)組實(shí)現(xiàn)。Vector是線程安全的。
Stack 是棧，它繼承于Vector。它的特性是：先進(jìn)后出(FILO, First In Last Out)。
2、List的使用場景
如果涉及到“?！?、“隊列”、“鏈表”等操作，應(yīng)該考慮用List，具體的選擇哪個List，根據(jù)下面的標(biāo)準(zhǔn)來取舍。
(01) 對于需要快速插入，刪除元素，應(yīng)該使用LinkedList。
(02) 對于需要快速隨機(jī)訪問元素，應(yīng)該使用ArrayList，也可以使用Vector。
(03) 對于“單線程環(huán)境” 或者 “多線程環(huán)境，但List僅僅只會被單個線程操作”，此時應(yīng)該使用非同步的類(如ArrayList)。
對于“多線程環(huán)境，且List可能同時被多個線程操作”，此時，應(yīng)該使用同步的類(如Vector)。
下面是對不同集合類是測試程序：
1 import java.util.*;
2 import java.lang.Class;
3
4 /*
5 * @desc 對比ArrayList和LinkedList的插入、隨機(jī)讀取效率、刪除的效率
6 *
7 * @author skywang
8 */
9 public class ListCompareTest {
10
11 private static final int COUNT = 100000;
12
13 private static LinkedList linkedList = new LinkedList();
14 private static ArrayList arrayList = new ArrayList();
15 private static Vector vector = new Vector();
16 private static Stack stack = new Stack();
17
18 public static void main(String[] args) {
19 // 換行符
20 System.out.println();
21 // 插入
22 insertByPosition(stack) ;
23 insertByPosition(vector) ;
24 insertByPosition(linkedList) ;
25 insertByPosition(arrayList) ;
26
27 // 換行符
28 System.out.println();
29 // 隨機(jī)讀取
30 readByPosition(stack);
31 readByPosition(vector);
32 readByPosition(linkedList);
33 readByPosition(arrayList);
34
35 // 換行符
36 System.out.println();
37 // 刪除
38 deleteByPosition(stack);
39 deleteByPosition(vector);
40 deleteByPosition(linkedList);
41 deleteByPosition(arrayList);
42 }
43
44 // 獲取list的名稱
45 private static String getListName(List list) {
46 if (list instanceof LinkedList) {
47 return "LinkedList";
48 } else if (list instanceof ArrayList) {
49 return "ArrayList";
50 } else if (list instanceof Stack) {
51 return "Stack";
52 } else if (list instanceof Vector) {
53 return "Vector";
54 } else {
55 return "List";
56 }
57 }
58
59 // 向list的指定位置插入COUNT個元素，并統(tǒng)計時間
60 private static void insertByPosition(List list) {
61 long startTime = System.currentTimeMillis();
62
63 // 向list的位置0插入COUNT個數(shù)
64 for (int i=0; i<COUNT; i++)
65 list.add(0, i);
66
67 long endTime = System.currentTimeMillis();
68 long interval = endTime - startTime;
69 System.out.println(getListName(list) + " : insert "+COUNT+" elements into the 1st position use time：" + interval+" ms");
70 }
71
72 // 從list的指定位置刪除COUNT個元素，并統(tǒng)計時間
73 private static void deleteByPosition(List list) {
74 long startTime = System.currentTimeMillis();
75
76 // 刪除list第一個位置元素
77 for (int i=0; i<COUNT; i++)
78 list.remove(0);
79
80 long endTime = System.currentTimeMillis();
81 long interval = endTime - startTime;
82 System.out.println(getListName(list) + " : delete "+COUNT+" elements from the 1st position use time：" + interval+" ms");
83 }
84
85 // 根據(jù)position，不斷從list中讀取元素，并統(tǒng)計時間
86 private static void readByPosition(List list) {
87 long startTime = System.currentTimeMillis();
88
89 // 讀取list元素
90 for (int i=0; i<COUNT; i++)
91 list.get(i);
92
93 long endTime = System.currentTimeMillis();
94 long interval = endTime - startTime;
95 System.out.println(getListName(list) + " : read "+COUNT+" elements by position use time：" + interval+" ms");
96 }
97 }
View Code
測試結(jié)果：
1 Stack : insert 100000 elements into the 1st position use time：1640 ms 2 Vector : insert 100000 elements into the 1st position use time：1607 ms 3 LinkedList : insert 100000 elements into the 1st position use time：29 ms 4 ArrayList : insert 100000 elements into the 1st position use time：1617 ms 5 6 Stack : read 100000 elements by position use time：9 ms 7 Vector : read 100000 elements by position use time：6 ms 8 LinkedList : read 100000 elements by position use time：10809 ms 9 ArrayList : read 100000 elements by position use time：5 ms 10 11 Stack : delete 100000 elements from the 1st position use time：1916 ms 12 Vector : delete 100000 elements from the 1st position use time：1910 ms 13 LinkedList : delete 100000 elements from the 1st position use time：15 ms 14 ArrayList : delete 100000 elements from the 1st position use time：1909 ms
從中，我們可以發(fā)現(xiàn)：
插入10萬個元素，LinkedList所花時間最短：29ms。
刪除10萬個元素，LinkedList所花時間最短：15ms。
遍歷10萬個元素，LinkedList所花時間最長：10809 ms；而ArrayList、Stack和Vector則相差不多，都只用了幾秒。
考慮到Vector是支持同步的，而Stack又是繼承于Vector的；因此，得出結(jié)論：
(01) 對于需要快速插入，刪除元素，應(yīng)該使用LinkedList。
(02) 對于需要快速隨機(jī)訪問元素，應(yīng)該使用ArrayList。
(03) 對于“單線程環(huán)境” 或者 “多線程環(huán)境，但List僅僅只會被單個線程操作”，此時應(yīng)該使用非同步的類。
3、ArrayList和LinkedList的對比分析
3.1、LinkedList的插入刪除元素的效率比ArrayList的效率要高
從源代碼中我們可以看出：通過add(int index, E element)向LinkedList插入元素時。先是在雙向鏈表中找到要插入節(jié)點(diǎn)的位置index；找到之后，再插入一個新節(jié)點(diǎn)。雙向鏈表查找index位置的節(jié)點(diǎn)時，有一個加速動作：若index < 雙向鏈表長度的1/2，則從前向后查找; 否則，從后向前查找。而且因為Linked List是通過雙向鏈表實(shí)現(xiàn)的，插入刪除元素的時候不需要移動大量的元素。
在ArrayList中，當(dāng)我們要插入元素的時候，首先要調(diào)用ensureCapacity(size+1)函數(shù)，它的作用是“確認(rèn)ArrayList的容量，若容量不夠，則增加容量。”但是真正耗時的操作是 System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, size - index);
Sun JDK包的java/lang/System.java中的arraycopy()聲明如下：
public static native void arraycopy(Object src, int srcPos, Object dest, int destPos, int length);
arraycopy()是個JNI函數(shù)，它是在JVM中實(shí)現(xiàn)的。sunJDK中看不到源碼，不過可以在OpenJDK包中看到的源碼。網(wǎng)上有對arraycopy()的分析說明，實(shí)際上，我們只需要了解： System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, size - index); 會移動index之后所有元素即可。這就意味著，ArrayList的add(int index, E element)函數(shù)，會引起index之后所有元素的改變！
綜上所述，LinkedList的插入刪除元素的效率比ArrayList的效率要高。
3.2、ArrayList的隨機(jī)訪問效率比LinkedList的效率要高
在LinkedList的源碼中我們可以看出：通過get(int index)獲取LinkedList第index個元素時。先是在雙向鏈表中找到要index位置的元素；找到之后再返回。
雖然雙向鏈表查找index位置的節(jié)點(diǎn)時，有一個加速動作：若index < 雙向鏈表長度的1/2，則從前向后查找; 否則，從后向前查找。但是ArrayList是通過動態(tài)數(shù)組實(shí)現(xiàn)的，本事上還是一個數(shù)組，通過get(int index)獲取ArrayList第index個元素時，直接返回數(shù)組中index位置的元素，而不需要像LinkedList一樣進(jìn)行查找。綜上所述，ArrayList的隨機(jī)訪問效率比LinkedList的效率要高
4、Arraylist和Vector的對比分析
4.1、兩者的相同之處
兩者都是List接口下的具體實(shí)現(xiàn)類，都繼承與AbstractList，并且實(shí)現(xiàn)了List接口
它們都實(shí)現(xiàn)了RandomAccess和Cloneable接口
它們都是通過數(shù)組實(shí)現(xiàn)的，本質(zhì)上都是動態(tài)數(shù)組
它們的默認(rèn)數(shù)組容量是10
它們都支持Iterator和listIterator遍歷
4.2、兩者的不同之處
線程安全性不同：ArrayList是非線程安全；而Vector是線程安全的，它的函數(shù)都是synchronized的，即都是支持同步的。ArrayList適用于單線程，Vector適用于多線程。
對序列化支持不同：ArrayList支持序列化，而Vector不支持；即ArrayList有實(shí)現(xiàn)java.io.Serializable接口，而Vector沒有實(shí)現(xiàn)該接口。
構(gòu)造函數(shù)個數(shù)不同：ArrayList有3個構(gòu)造函數(shù)，而Vector有4個構(gòu)造函數(shù)。Vector除了包括和ArrayList類似的3個構(gòu)造函數(shù)之外，另外的一個構(gòu)造函數(shù)可以指定容量增加系數(shù)。
容量增加方式不同：逐個添加元素時，若ArrayList容量不足時，“新的容量”=“(原始容量x3)/2 + 1”。而Vector的容量增長與“增長系數(shù)有關(guān)”，若指定了“增長系數(shù)”，且“增長系數(shù)有效(即，大于0)”；那么，每次容量不足時，“新的容量”=“原始容量+增長系數(shù)”。若增長系數(shù)無效(即，小于/等于0)，則“新的容量”=“原始容量 x 2”。
對Enumeration的支持不同。Vector支持通過Enumeration去遍歷，而List不支持
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的List集合的总结和应用场景的介绍的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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