摘要：線(xiàn)程不安全底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是鏈表。的默認(rèn)初始化容量是，每次擴(kuò)容時(shí)候增加原先容量的一半，也就是變?yōu)樵瓉?lái)的倍刪除元素時(shí)不會(huì)減少容量，若希望減少容量則調(diào)用它不是線(xiàn)程安全的。

聲明，本文用得是jdk1.8

前一篇已經(jīng)講了Collection的總覽：Collection總覽，介紹了一些基礎(chǔ)知識(shí)。

現(xiàn)在這篇主要講List集合的三個(gè)子類(lèi)：

ArrayList

底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是數(shù)組。線(xiàn)程不安全

LinkedList

底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是鏈表。線(xiàn)程不安全

Vector

底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是數(shù)組。線(xiàn)程安全

這篇主要來(lái)看看它們比較重要的方法是如何實(shí)現(xiàn)的，需要注意些什么，最后比較一下哪個(gè)時(shí)候用哪個(gè)～

看這篇文章之前最好是有點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)：Java實(shí)現(xiàn)單向鏈表，棧和隊(duì)列就是這么簡(jiǎn)單，二叉樹(shù)就這么簡(jiǎn)單

當(dāng)然了，如果講得有錯(cuò)的地方還請(qǐng)大家多多包涵并不吝在評(píng)論去指正～

首先，我們來(lái)講解的是ArrayList集合，它是我們用得非常非常多的一個(gè)集合~

首先，我們來(lái)看一下ArrayList的屬性：

根據(jù)上面我們可以清晰的發(fā)現(xiàn)：ArrayList底層其實(shí)就是一個(gè)數(shù)組，ArrayList中有擴(kuò)容這么一個(gè)概念，正因?yàn)樗鼣U(kuò)容，所以它能夠實(shí)現(xiàn)“動(dòng)態(tài)”增長(zhǎng)

我們來(lái)看看構(gòu)造方法來(lái)印證我們上面說(shuō)得對(duì)不對(duì)：

add方法可以說(shuō)是ArrayList比較重要的方法了，我們來(lái)總覽一下：

步驟：

檢查是否需要擴(kuò)容

插入元素

首先，我們來(lái)看看這個(gè)方法：

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

該方法很短，我們可以根據(jù)方法名就猜到他是干了什么：

確認(rèn)list容量，嘗試容量加1，看看有無(wú)必要

添加元素

接下來(lái)我們來(lái)看看這個(gè)小容量(+1)是否滿(mǎn)足我們的需求：

隨后調(diào)用ensureExplicitCapacity()來(lái)確定明確的容量，我們也來(lái)看看這個(gè)方法是怎么實(shí)現(xiàn)的：

所以，接下來(lái)看看grow()是怎么實(shí)現(xiàn)的~

進(jìn)去看copyOf()方法：

到目前為止，我們就可以知道add(E e)的基本實(shí)現(xiàn)了：

首先去檢查一下數(shù)組的容量是否足夠

足夠：直接添加

不足夠：擴(kuò)容

擴(kuò)容到原來(lái)的1.5倍

第一次擴(kuò)容后，如果容量還是小于minCapacity，就將容量擴(kuò)充為minCapacity。

步驟：

檢查角標(biāo)

空間檢查，如果有需要進(jìn)行擴(kuò)容

插入元素

我們來(lái)看看插入的實(shí)現(xiàn)：

我們發(fā)現(xiàn)，與擴(kuò)容相關(guān)ArrayList的add方法底層其實(shí)都是arraycopy()來(lái)實(shí)現(xiàn)的

看到arraycopy()，我們可以發(fā)現(xiàn)：該方法是由C/C++來(lái)編寫(xiě)的，并不是由Java實(shí)現(xiàn)：

總的來(lái)說(shuō)：arraycopy()還是比較可靠高效的一個(gè)方法。

參考R大回答：https://www.zhihu.com/question/53749473

檢查角標(biāo)

返回元素

   // 檢查角標(biāo)
   private void rangeCheck(int index) {
        if (index >= size)
            throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
    }
    
    // 返回元素
    E elementData(int index) {
        return (E) elementData[index];
    }

步驟：

檢查角標(biāo)

替代元素

返回舊值

步驟：

檢查角標(biāo)

刪除元素

計(jì)算出需要移動(dòng)的個(gè)數(shù)，并移動(dòng)

設(shè)置為null，讓Gc回收

ArrayList是基于動(dòng)態(tài)數(shù)組實(shí)現(xiàn)的，在增刪時(shí)候，需要數(shù)組的拷貝復(fù)制。

ArrayList的默認(rèn)初始化容量是10，每次擴(kuò)容時(shí)候增加原先容量的一半，也就是變?yōu)樵瓉?lái)的1.5倍

刪除元素時(shí)不會(huì)減少容量，若希望減少容量則調(diào)用trimToSize()

它不是線(xiàn)程安全的。它能存放null值。

參考資料：

https://blog.csdn.net/panweiwei1994/article/details/76760238

https://zhuanlan.zhihu.com/p/27878015

Vector是jdk1.2的類(lèi)了，比較老舊的一個(gè)集合類(lèi)。

Vector底層也是數(shù)組，與ArrayList最大的區(qū)別就是：同步(線(xiàn)程安全)

Vector是同步的，我們可以從方法上就可以看得出來(lái)~

在要求非同步的情況下，我們一般都是使用ArrayList來(lái)替代Vector的了~

如果想要ArrayList實(shí)現(xiàn)同步，可以使用Collections的方法：List list = Collections.synchronizedList(new ArrayList(...));，就可以實(shí)現(xiàn)同步了~

還有另一個(gè)區(qū)別：

ArrayList在底層數(shù)組不夠用時(shí)在原來(lái)的基礎(chǔ)上擴(kuò)展0.5倍，Vector是擴(kuò)展1倍。、

Vector源碼的解析可參考：

https://blog.csdn.net/panweiwei1994/article/details/76972890

https://zhuanlan.zhihu.com/p/28241176

LinkedList底層是雙向鏈表~如果對(duì)于鏈表不熟悉的同學(xué)可先看看我的單向鏈表(雙向鏈表的練習(xí)我還沒(méi)做)【Java實(shí)現(xiàn)單向鏈表】

理解了單向鏈表，雙向鏈表也就不難了。

從結(jié)構(gòu)上，我們還看到了LinkedList實(shí)現(xiàn)了Deque接口，因此，我們可以操作LinkedList像操作隊(duì)列和棧一樣~

LinkedList變量就這么幾個(gè)，因?yàn)槲覀儾僮鲉蜗蜴湵淼臅r(shí)候也發(fā)現(xiàn)了：有了頭結(jié)點(diǎn)，其他的數(shù)據(jù)我們都可以獲取得到了。(雙向鏈表也同理)

LinkedList的構(gòu)造方法有兩個(gè)：

如果做過(guò)鏈表的練習(xí)，對(duì)于下面的代碼并不陌生的~

add方法實(shí)際上就是往鏈表最后添加元素

    public boolean add(E e) {
        linkLast(e);
        return true;
    }

    void linkLast(E e) {
        final Node l = last;
        final Node newNode = new Node<>(l, e, null);
        last = newNode;
        if (l == null)
            first = newNode;
        else
            l.next = newNode;
        size++;
        modCount++;
    }

實(shí)際上就是下面那個(gè)圖的操作：

可以看到get方法實(shí)現(xiàn)就兩段代碼：

    public E get(int index) {
        checkElementIndex(index);
        return node(index).item;
    }

我們進(jìn)去看一下具體的實(shí)現(xiàn)是怎么樣的：

set方法和get方法其實(shí)差不多，根據(jù)下標(biāo)來(lái)判斷是從頭遍歷還是從尾遍歷

    public E set(int index, E element) {
        checkElementIndex(index);
        Node x = node(index);
        E oldVal = x.item;
        x.item = element;
        return oldVal;
    }

......LinkedList的方法比ArrayList的方法多太多了，這里我就不一一說(shuō)明了。具體可參考：

https://blog.csdn.net/panweiwei1994/article/details/77110354

https://zhuanlan.zhihu.com/p/24730576

https://zhuanlan.zhihu.com/p/28373321

其實(shí)集合的源碼看起來(lái)并不是很困難，遇到問(wèn)題可以翻一翻，應(yīng)該是能夠看懂的~

ArrayList、LinkedList、Vector算是在面試題中比較常見(jiàn)的的知識(shí)點(diǎn)了。下面我就來(lái)做一個(gè)簡(jiǎn)單的總結(jié)：

ArrayList：

底層實(shí)現(xiàn)是數(shù)組

ArrayList的默認(rèn)初始化容量是10，每次擴(kuò)容時(shí)候增加原先容量的一半，也就是變?yōu)樵瓉?lái)的1.5倍

在增刪時(shí)候，需要數(shù)組的拷貝復(fù)制(navite 方法由C/C++實(shí)現(xiàn))

LinkedList：

底層實(shí)現(xiàn)是雙向鏈表[雙向鏈表方便實(shí)現(xiàn)往前遍歷]

Vector：

底層是數(shù)組，現(xiàn)在已少用，被ArrayList替代，原因有兩個(gè)：

Vector所有方法都是同步，有性能損失。

Vector初始length是10 超過(guò)length時(shí) 以100%比率增長(zhǎng)，相比于ArrayList更多消耗內(nèi)存。

參考資料：https://www.zhihu.com/question/31948523/answer/113357347

總的來(lái)說(shuō)：查詢(xún)多用ArrayList，增刪多用LinkedList。

ArrayList增刪慢不是絕對(duì)的(在數(shù)量大的情況下，已測(cè)試)：

如果增加元素一直是使用add()(增加到末尾)的話(huà)，那是ArrayList要快

一直刪除末尾的元素也是ArrayList要快【不用復(fù)制移動(dòng)位置】

至于如果刪除的是中間的位置的話(huà)，還是ArrayList要快！

但一般來(lái)說(shuō)：增刪多還是用LinkedList，因?yàn)樯厦娴那闆r是極端的~

參考資料：

https://blog.csdn.net/panweiwei1994/article/details/76555359

https://zhuanlan.zhihu.com/p/28216267

《Core Java》

文章的目錄導(dǎo)航：https://zhongfucheng.bitcron.com/post/shou-ji/gong-zhong-hao-wen-zhang-zheng-li

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