Java 中 Vector、ArrayList、List 使用深入剖析
原文連結為http://www.cnblogs.com/xdxs/p/4896588.html
線性表,連結串列,雜湊表是常用的資料結構,在進行Java開發時,JDK已經為我們提供了一系列相應的類來實現基本的資料結構。這些類均在java.util包中。本文試圖通過簡單的描述,向讀者闡述各個類的作用以及如何正確使用這些類。
Collection
├List
│├LinkedList
│├ArrayList
│└Vector
│ └Stack
└Set
Map
├Hashtable
├HashMap
└WeakHashMap
Collection介面
Collection是最基本的集合介面,一個Collection代表一組Object,即Collection的元素(Elements)。一些 Collection允許相同的元素而另一些不行。一些能排序而另一些不行。Java SDK不提供直接繼承自Collection的類, Java SDK提供的類都是繼承自Collection的“子介面”如List和Set。
所有實現Collection介面的類都必須提供兩個標準的建構函式:無引數的建構函式用於建立一個空的Collection,有一個Collection引數的建構函式用於建立一個新的 Collection,這個新的Collection與傳入的Collection有相同的元素。後一個建構函式允許使用者複製一個Collection。
如何遍歷Collection中的每一個元素?不論Collection的實際型別如何,它都支援一個iterator()的方法,該方法返回一個迭代子,使用該迭代子即可逐一訪問Collection中每一個元素。典型的用法如下:
Iterator it = collection.iterator(); // 獲得一個迭代子
while(it.hasNext()) {
Object obj = it.next(); // 得到下一個元素
}
由Collection介面派生的兩個介面是List和Set。
List介面
List是有序的Collection,使用此介面能夠精確的控制每個元素插入的位置。使用者能夠使用索引(元素在List中的位置,類似於陣列下標)來訪問List中的元素,這類似於Java的陣列。
和下面要提到的Set不同,List允許有相同的元素。
除了具有Collection介面必備的iterator()方法外,List還提供一個listIterator()方法,返回一個 ListIterator介面,和標準的Iterator介面相比,ListIterator多了一些add()之類的方法,允許新增,刪除,設定元素,還能向前或向後遍歷。
實現List介面的常用類有LinkedList,ArrayList,Vector和Stack。
LinkedList類
LinkedList實現了List介面,允許null元素。此外LinkedList提供額外的get,remove,insert方法在 LinkedList的首部或尾部。這些操作使LinkedList可被用作堆疊(stack),佇列(queue)或雙向佇列(deque)。
注意LinkedList沒有同步方法。如果多個執行緒同時訪問一個List,則必須自己實現訪問同步。一種解決方法是在建立List時構造一個同步的List:
List list = Collections.synchronizedList(new LinkedList(...));
ArrayList類
ArrayList實現了可變大小的陣列。它允許所有元素,包括null。ArrayList沒有同步。
size,isEmpty,get,set方法執行時間為常數。但是add方法開銷為分攤的常數,新增n個元素需要O(n)的時間。其他的方法執行時間為線性。
每個ArrayList例項都有一個容量(Capacity),即用於儲存元素的陣列的大小。這個容量可隨著不斷新增新元素而自動增加,但是增長演算法並沒有定義。當需要插入大量元素時,在插入前可以呼叫ensureCapacity方法來增加ArrayList的容量以提高插入效率。
和LinkedList一樣,ArrayList也是非同步的(unsynchronized)。
Vector類
Vector非常類似ArrayList,但是Vector是同步的。由Vector建立的Iterator,雖然和ArrayList建立的 Iterator是同一介面,但是,因為Vector是同步的,當一個Iterator被建立而且正在被使用,另一個執行緒改變了Vector的狀態(例如,新增或刪除了一些元素),這時呼叫Iterator的方法時將丟擲ConcurrentModificationException,因此必須捕獲該異常。
Stack 類
Stack繼承自Vector,實現一個後進先出的堆疊。Stack提供5個額外的方法使得 Vector得以被當作堆疊使用。基本的push和pop方法,還有peek方法得到棧頂的元素,empty方法測試堆疊是否為空,search方法檢測一個元素在堆疊中的位置。Stack剛建立後是空棧。
Set介面
Set是一種不包含重複的元素的Collection,即任意的兩個元素e1和e2都有e1.equals(e2)=false,Set最多有一個null元素。
很明顯,Set的建構函式有一個約束條件,傳入的Collection引數不能包含重複的元素。
請注意:必須小心操作可變物件(Mutable Object)。如果一個Set中的可變元素改變了自身狀態導致Object.equals(Object)=true將導致一些問題。
Map介面
請注意,Map沒有繼承Collection介面,Map提供key到value的對映。一個Map中不能包含相同的key,每個key只能對映一個 value。Map介面提供3種集合的檢視,Map的內容可以被當作一組key集合,一組value集合,或者一組key-value對映。
Hashtable類
Hashtable繼承Map介面,實現一個key-value對映的雜湊表。任何非空(non-null)的物件都可作為key或者value。
新增資料使用put(key, value),取出資料使用get(key),這兩個基本操作的時間開銷為常數。
Hashtable 通過initial capacity和load factor兩個引數調整效能。通常預設的load factor 0.75較好地實現了時間和空間的均衡。增大load factor可以節省空間但相應的查詢時間將增大,這會影響像get和put這樣的操作。
使用Hashtable的簡單示例如下,將1,2,3放到Hashtable中,他們的key分別是”one”,”two”,”three”:
Hashtable numbers = new Hashtable();
numbers.put(“one”, new Integer(1));
numbers.put(“two”, new Integer(2));
numbers.put(“three”, new Integer(3));
要取出一個數,比如2,用相應的key:
Integer n = (Integer)numbers.get(“two”);
System.out.println(“two = ” + n);
由於作為key的物件將通過計算其雜湊函式來確定與之對應的value的位置,因此任何作為key的物件都必須實現hashCode和equals方法。hashCode和equals方法繼承自根類Object,如果你用自定義的類當作key的話,要相當小心,按照雜湊函式的定義,如果兩個物件相同,即obj1.equals(obj2)=true,則它們的hashCode必須相同,但如果兩個物件不同,則它們的hashCode不一定不同,如果兩個不同物件的hashCode相同,這種現象稱為衝突,衝突會導致操作雜湊表的時間開銷增大,所以儘量定義好的hashCode()方法,能加快雜湊表的操作。
如果相同的物件有不同的hashCode,對雜湊表的操作會出現意想不到的結果(期待的get方法返回null),要避免這種問題,只需要牢記一條:要同時複寫equals方法和hashCode方法,而不要只寫其中一個。
Hashtable是同步的。
HashMap類
HashMap和Hashtable類似,不同之處在於HashMap是非同步的,並且允許null,即null value和null key。,但是將HashMap視為Collection時(values()方法可返回Collection),其迭代子操作時間開銷和HashMap的容量成比例。因此,如果迭代操作的效能相當重要的話,不要將HashMap的初始化容量設得過高,或者load factor過低。
WeakHashMap類
WeakHashMap是一種改進的HashMap,它對key實行“弱引用”,如果一個key不再被外部所引用,那麼該key可以被GC回收。
總結
如果涉及到堆疊,佇列等操作,應該考慮用List,對於需要快速插入,刪除元素,應該使用LinkedList,如果需要快速隨機訪問元素,應該使用ArrayList。
如果程式在單執行緒環境中,或者訪問僅僅在一個執行緒中進行,考慮非同步的類,其效率較高,如果多個執行緒可能同時操作一個類,應該使用同步的類。
要特別注意對雜湊表的操作,作為key的物件要正確複寫equals和hashCode方法。
儘量返回介面而非實際的型別,如返回List而非ArrayList,這樣如果以後需要將ArrayList換成LinkedList時,客戶端程式碼不用改變。這就是針對抽象程式設計。
同步性
Vector 是同步的。這個類中的一些方法保證了Vector中的物件是執行緒安全的。而ArrayList則是非同步的,因此ArrayList中的物件並不是執行緒安全的。因為同步的要求會影響執行的效率,所以如果你不需要執行緒安全的集合那麼使用ArrayList是一個很好的選擇,這樣可以避免由於同步帶來的不必要的效能開銷。
資料增長
從內部實現機制來講ArrayList和Vector都是使用陣列(Array)來控制集合中的物件。當你向這兩種型別中增加元素的時候,如果元素的數目超出了內部陣列目前的長度它們都需要擴充套件內部陣列的長度,Vector預設情況下自動增長原來一倍的陣列長度, ArrayList是原來的50%,所以最後你獲得的這個集合所佔的空間總是比你實際需要的要大。所以如果你要在集合中儲存大量的資料那麼使用 Vector有一些優勢,因為你可以通過設定集合的初始化大小來避免不必要的資源開銷。
使用模式
在ArrayList和Vector中,從一個指定的位置(通過索引)查詢資料或是在集合的末尾增加、移除一個元素所花費的時間是一樣的,這個時間我們用O(1)表示。但是,如果在集合的其他位置增加或移除元素那麼花費的時間會呈線形增長:O(n-i),其中n代表集合中元素的個數,i代表元素增加或移除元素的索引位置。為什麼會這樣呢?以為在進行上述操作的時候集合中第i和第i個元素之後的所有元素都要執行位移的操作。這一切意味著什麼呢?
這意味著,你只是查詢特定位置的元素或只在集合的末端增加、移除元素,那麼使用Vector或ArrayList都可以。如果是其他操作,你最好選擇其他的集合操作類。比如,LinkList集合類在增加或移除集合中任何位置的元素所花費的時間都是一樣的?O(1),但它在索引一個元素的使用缺比較慢-O(i),其中i是索引的位置.使用 ArrayList也很容易,因為你可以簡單的使用索引來代替建立iterator物件的操作。LinkList也會為每個插入的元素建立物件,所有你要明白它也會帶來額外的開銷。
最後,在《Practical Java》一書中Peter Haggar建議使用一個簡單的陣列(Array)來代替Vector或ArrayList。尤其是對於執行效率要求高的程式更應如此。因為使用陣列(Array)避免了同步、額外的方法呼叫和不必要的重新分配空間的操作。
相關推薦
Java中Vector和ArrayList,LinkedList的區別
文章目錄 ArrayList 和 Vector 、LinkedLis t原理 ArrayList 和 Vector 部分原始碼解析 ArrayList 和 Vector 、LinkedList 的使用 ArrayList 和 Vector 、LinkedLi
Java 中 Vector、ArrayList、List 使用深入剖析
原文連結為http://www.cnblogs.com/xdxs/p/4896588.html 線性表,連結串列,雜湊表是常用的資料結構,在進行Java開發時,JDK已經為我們提供了一系列相應的類來實現基本的資料結構。這些類均在java.util包中。本文試圖通過簡單的
Java容器類List、ArrayList、Vector及map、HashTable、HashMap的區別
List和Map是介面,ArrayList和HashMap分別是它們的實現類. ArrayList和HashMap是非同步的,Vector和HashTable是同步的,所以Vector和HashTable是執行緒安全的,而 ArrayList和HashMap並不是執行緒安全的
C#中數組、ArrayList和List三者的區別
collect comm 兩個 根據 -s lis 數據打包 功能 target 在C#中數組,ArrayList,List都能夠存儲一組對象,那麽這三者到底有什麽樣的區別呢。 數組 數組在C#中最早出現的。在內存中是連續存儲的,所以它的索引速度非常快,而且賦值
java集合(一):List、Iterator、Array、ArrayList、LinkList
整體 http 是否 簡潔 畢業 一個 位置 數據 reac 畢業這麽久,java 標準庫中的集合都沒怎麽仔細了解過,準備好好學習學習。 集合(Collection):由一個或多個確定的元素所構成的整體叫做 集合--百度百科的解釋。換言之,就是裝元素的容器,元素可以是任何類
Java中集合類set、List和map的遍歷方式
Java中集合類的遍歷方式 Java中集合分為set、List和map。 1.set集合 set集合常用的有兩種遍歷方式: Set<String> set = new HashSet<String>(); 第一種利用for迴圈: for(S
深入介紹Java中的鎖[原理、鎖優化、CAS、AQS]
1、為什麼要用鎖? 鎖-是為了解決併發操作引起的髒讀、資料不一致的問題。 2、鎖實現的基本原理 2.1、volatile Java程式語言允許執行緒訪問共享變數, 為了確保共享變數能被準確和一致地更新,執行緒應該確保通過排他鎖單獨獲得這個變數。Java語言提供了vo
Java的陣列(Array)、Vector、ArrayList、HashMap的異同
array(陣列)和Vector是十分相似的Java構件(constructs),兩者全然不同,在選擇使用時應根據各自的功能來確定。 1、陣列:Java arrays的元素個數不能下標越界,從很大程度上保證了Java程式的安全性,而其他一些語言出現這一問題時常導致災難性的後果
C#中陣列、ArrayList和List三者的區別
在C#中陣列,ArrayList,List都能夠儲存一組物件,那麼這三者到底有什麼樣的區別呢。 陣列 陣列在C#中最早出現的。在記憶體中是連續儲存的,所以它的索引速度非常快,而且賦值與修改元素也很簡單。 //陣列 string[] s=new string[
Vector、ArrayList和List的異同
線性表,連結串列,雜湊表是常用的資料結構,在進行Java開發時,JDK已經為我們提供了一系列相應的類來實現基本的資料結構。這些類均在java.util包中。本文試圖通過簡單的描述,向讀者闡述各個類的作用以及如何正確使用這
java中vector,array,list,arraylist的區別
陣列和其它容器的區別主要有三方面:效率,型別,和儲存基本型別的能力.在Java中,陣列是一種效率很高的儲存和隨機訪問物件引用序列的方式.陣列是一個簡單的線性序列,因此訪問速度很快,但也損失了其它一些特性.建立一個數組物件後,大小就固定了,如果空間不夠,通常是再建立一個數組,
C#中Array、arrayList、List的優缺點
陣列 優點:比如說陣列在記憶體中是連續儲存的,所以它的索引速度是非常的快,而且賦值與修改元素也很簡單 缺點:在陣列的兩個資料間插入資料也是很麻煩的。還有我們在宣告陣列的時候,必須同時指明陣列的長度,陣列的長度過長,會造成記憶體浪費,陣列和長度過短,會造成資料溢位的錯誤
深入Java(二):Java中的強引用、軟引用、弱引用、幻像引用( 虛引用)
在Java語言中,除了基本資料型別外,其他的都是指向各類物件的物件引用;Java中根據其生命週期的長短,將引用分為4類。1 強引用特點:我們平常典型編碼Object obj = new Object()中的obj就是強引用。通過關鍵字new建立的物件所關聯的引用就是強引用。
C#中陣列、ArrayList和List三者的區別 .
在C#中陣列,ArrayList,List都能夠儲存一組物件,那麼這三者到底有什麼樣的區別呢。 陣列 陣列在C#中最早出現的。在記憶體中是連續儲存的,所以它的索引速度非常快,而且賦值與修改元素也很簡單。 [csharp] view plaincopyprint? <SPAN
List、Map、Set的理解(LinkedList和ArrayList、Vector和ArrayList、HashMap和HashTable和HashSet區別與使用)
List特點:元素有放入順序,元素可重複 Map特點:元素按鍵值對儲存,無放入順序 Set特點:元素無放入順序,元素不可重複(注意:元素雖然無放入順序,但是元素在set中的位置是有該元素的HashCode決定的,其位置其實是固定的) List介面有三
C# 中數組、ArrayList、List<T> 區別
對象 推出 代碼 color move object 失敗 gets ram 一:數組 //定義 string[] strs = new string[5]; //賦值 strs[0] = "A"; strs[1] = "B"; //修改 st
java中File類getPath()、getAbsolutePath()、getCanonicalPath()區別?
mil dir block user out div cnblogs test file 簡單看一下描述,例子最重要。 1、getPath(): 返回定義時的路徑,(就是你寫什麽路徑,他就返回什麽路徑) 2、getAbsolutePath(): 返回絕對路徑,但不會
JAVA基礎--JAVA API集合框架(ArrayList、HashSet、HashMap使用)
-- 創建對象 com 一個 需要 行為 java基礎 常用 重點 一、集合Collection 1. 集合介紹 變量:表示的內存中的一個空間,只能保存確定類型的單個數據 數組:表示的是內存中的多個連續的空間,這些空間中可以存儲多個同類型的數據。 後期繼續學
c# Array、ArrayList、List
解決 插入數據 不足 聲明 拆箱 數據類型 lis list 內存 1、Array:在內存中連續存儲。索引速度快。賦值,修改元素簡單。 不足:(1)插入數據麻煩 (2)聲明時必須指定長度 2、ArrayList:解決了Array的不足 不足:(1)類型不安
Java中的集合Map、HashMap、Hashtable、Properties、SortedMap、TreeMap、WeakHashMap、IdentityHashMap、EnumMap(五)
我們 obj ack ext.get 好處 output get () 硬盤 Map Map用於保存具有映射關系的數據,因此Map集合裏保存著兩組值,一組值用於保存Map裏的key,另一組值用於保存Map裏的value,key和value都可以是任何引用類型的數