ArrayList和LinkedList

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了ArrayList和LinkedList。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

目录

ArrayList

1.ArrayList简介

2.ArrayList使用

2.1ArrayList的构造 

 2.2ArrayList常见操作

2.3ArrayList的遍历

2.4ArrayList的扩容机制

3.ArrayList的具体使用

4.ArrayList的问题

5.ArrayList的缺陷

LinkedList

1.LinkedList的模拟实现

2.LinkedList的使用

2.1什么是LinkedList

2.2LinkedList的使用

ArrayList和LinkedList的区别


ArrayList

1.ArrayList简介

在集合框架中, ArrayList 是一个普通的类,实现了 List 接口,具体框架图如下:
ArrayList和LinkedList
说明
1. ArrayList 是以泛型方式实现的,使用时必须要先实例化
2. ArrayList 实现了 RandomAccess 接口,表明 ArrayList 支持随机访问
3. ArrayList 实现了 Cloneable 接口,表明 ArrayList 是可以 clone
4. ArrayList 实现了 Serializable 接口,表明 ArrayList 是支持序列化的
5. Vector 不同, ArrayList 不是线程安全的,在单线程下可以使用,在多线程中可以选择 Vector 或者
CopyOnWriteArrayList
6. ArrayList 底层是一段连续的空间,并且可以动态扩容,是一个动态类型的顺序表

2.ArrayList使用

2.1ArrayList的构造 

ArrayList和LinkedList

public static void main(String[] args) {
    // ArrayList创建,推荐写法
    // 构造一个空的列表
    List<Integer> list1 = new ArrayList<>();
    // 构造一个具有10个容量的列表
    List<Integer> list2 = new ArrayList<>(10);
    list2.add(1);
    list2.add(2);
    list2.add(3);
    // list2.add("hello"); // 编译失败,List<Integer>已经限定了,list2中只能存储整形元素
    // list3构造好之后,与list中的元素一致
    ArrayList<Integer> list3 = new ArrayList<>(list2);
    // 避免省略类型,否则:任意类型的元素都可以存放,使用时将是一场灾难
    List list4 = new ArrayList();
    list4.add("111");
    list4.add(100);
}

 2.2ArrayList常见操作

ArrayList 虽然提供的方法比较多,但是常用方法如下所示,需要用到其他方法时,同学们自行查看 ArrayList 的帮助文档。
方法 解释
boolean add (E e)
尾插 e
void add (int index, E element)
e 插入到 index 位置
boolean addAll (Collection<? extends E> c)
尾插 c 中的元素
E remove (int index)
删除 index 位置元素
boolean remove (Object o)
删除遇到的第一个 o
E get (int index)
获取下标 index 位置元素
E set (int index, E element)
将下标 index 位置元素设置为 element
void clear ()
清空
boolean contains (Object o)
判断 o 是否在线性表中
int indexOf (Object o)
返回第一个 o 所在下标
int lastIndexOf (Object o)
返回最后一个 o 的下标
List<E> subList (int fromIndex, int toIndex)
截取部分 list
public static void main(String[] args) {
    List<String> list = new ArrayList<>();
    list.add("JavaSE");
    list.add("JavaWeb");
    list.add("JavaEE");
    list.add("JVM");
    list.add("测试课程");
    System.out.println(list);
    // 获取list中有效元素个数
    System.out.println(list.size());
    // 获取和设置index位置上的元素,注意index必须介于[0, size)间
    System.out.println(list.get(1));
    list.set(1, "JavaWEB");
    System.out.println(list.get(1));
    // 在list的index位置插入指定元素,index及后续的元素统一往后搬移一个位置
    list.add(1, "Java数据结构");
    System.out.println(list);
    // 删除指定元素,找到了就删除,该元素之后的元素统一往前搬移一个位置
    list.remove("JVM");
    System.out.println(list);
    // 删除list中index位置上的元素,注意index不要超过list中有效元素个数,否则会抛出下标越界异常
    list.remove(list.size()-1);
    System.out.println(list);
    // 检测list中是否包含指定元素,包含返回true,否则返回false
    if(list.contains("测试课程")){
    list.add("测试课程");
    }
    // 查找指定元素第一次出现的位置:indexOf从前往后找,lastIndexOf从后往前找
    list.add("JavaSE");
    System.out.println(list.indexOf("JavaSE"));
    System.out.println(list.lastIndexOf("JavaSE"));
    // 使用list中[0, 4)之间的元素构成一个新的SubList返回,但是和ArrayList共用一个elementData数组
    List<String> ret = list.subList(0, 4);
    System.out.println(ret);
    list.clear();
    System.out.println(list.size());
}

2.3ArrayList的遍历

ArrayList 可以使用三方方式遍历: for 循环 + 下标、 foreach 、使用迭代器
public static void main(String[] args) {
    List<Integer> list = new ArrayList<>();
    list.add(1);
    list.add(2);
    list.add(3);
    list.add(4);
    list.add(5);
    // 使用下标+for遍历
    for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
    System.out.print(list.get(i) + " ");
    }
    System.out.println();
    // 借助foreach遍历
    for (Integer integer : list) {
    System.out.print(integer + " ");
    }
    System.out.println();
    Iterator<Integer> it = list.listIterator();
    while(it.hasNext()){
    System.out.print(it.next() + " ");
    }
    System.out.println();
}
注意:
1. ArrayList 最长使用的遍历方式是: for 循环 + 下标 以及 foreach
2. 迭代器是设计模式的一种,后序容器接触多了再给大家铺垫

2.4ArrayList的扩容机制

ArrayList 是一个动态类型的顺序表,即:在插入元素的过程中会自动扩容。以下是 ArrayList 源码中扩容方式:
Object[] elementData; // 存放元素的空间
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {}; // 默认空间
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10; // 默认容量大小
public boolean add(E e) {
    ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
    elementData[size++] = e;
    return true;
}
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
    ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
}
private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
    if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
    return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
    }
    return minCapacity;
}
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
    modCount++;
    // overflow-conscious code
    if (minCapacity - elementData.length > 0)
    grow(minCapacity);
}
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
private void grow(int minCapacity) {
    // 获取旧空间大小
    int oldCapacity = elementData.length;
    // 预计按照1.5倍方式扩容
    int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
    // 如果用户需要扩容大小 超过 原空间1.5倍,按照用户所需大小扩容
    if (newCapacity - minCapacity < 0)
    newCapacity = minCapacity;
    // 如果需要扩容大小超过MAX_ARRAY_SIZE,重新计算容量大小
    if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
    newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
    // 调用copyOf扩容
    elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
    // 如果minCapacity小于0,抛出OutOfMemoryError异常
    if (minCapacity < 0)
    throw new OutOfMemoryError();
    return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ? Integer.MAX_VALUE : MAX_ARRAY_SIZE;
}
总结
1. 检测是否真正需要扩容,如果是调用 grow 准备扩容
2. 预估需要库容的大小
  • 初步预估按照1.5倍大小扩容
  • 如果用户所需大小超过预估1.5倍大小,则按照用户所需大小扩容
  • 真正扩容之前检测是否能扩容成功,防止太大导致扩容失败
3. 使用 copyOf 进行扩容

3.ArrayList的具体使用

简单的洗牌算法
public class Card {
    public int rank; // 牌面值
    public String suit; // 花色
    @Override
    public String toString() {
    return String.format("[%s %d]", suit, rank);
    }
}
import java.util.List;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Random;
public class CardDemo {
    public static final String[] SUITS = {"♠", "♥", "♣", "♦"};
    // 买一副牌
    private static List<Card> buyDeck() {
        List<Card> deck = new ArrayList<>(52);
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            for (int j = 1; j <= 13; j++) {
            String suit = SUITS[i];
            int rank = j;
            Card card = new Card();
            card.rank = rank;
            card.suit = suit;
            deck.add(card);
            }
        }
        return deck;
    }
    private static void swap(List<Card> deck, int i, int j) {
        Card t = deck.get(i);
        deck.set(i, deck.get(j));
        deck.set(j, t);
    }
    private static void shuffle(List<Card> deck) {
        Random random = new Random(20190905);
        for (int i = deck.size() - 1; i > 0; i--) {
        int r = random.nextInt(i);
        swap(deck, i, r);
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        List<Card> deck = buyDeck();
        System.out.println("刚买回来的牌:");
        System.out.println(deck);
        shuffle(deck);
        System.out.println("洗过的牌:");
        System.out.println(deck);
        // 三个人,每个人轮流抓 5 张牌
        List<List<Card>> hands = new ArrayList<>();
        hands.add(new ArrayList<>());
        hands.add(new ArrayList<>());
        hands.add(new ArrayList<>());
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            for (int j = 0; j < 3; j++) {
            hands.get(j).add(deck.remove(0));
            }
        }
        System.out.println("剩余的牌:");
        System.out.println(deck);
        System.out.println("A 手中的牌:");
        System.out.println(hands.get(0));
        System.out.println("B 手中的牌:");
        System.out.println(hands.get(1));
        System.out.println("C 手中的牌:");
        System.out.println(hands.get(2));
    }
}
运行结果
刚买回来的牌:
[[♠ 1], [♠ 2], [♠ 3], [♠ 4], [♠ 5], [♠ 6], [♠ 7], [♠ 8], [♠ 9], [♠ 10], [♠ 11], [♠ 12], [♠ 13], [♥ 1], [♥ 2], [♥ 3], [♥ 4], [♥ 5], [♥ 6], [♥ 7],
[♥ 8], [♥ 9], [♥ 10], [♥ 11], [♥ 12], [♥ 13], [♣ 1], [♣ 2], [♣ 3], [♣ 4], [♣ 5], [♣ 6], [♣ 7], [♣ 8], [♣ 9], [♣ 10], [♣ 11], [♣ 12], [♣
13], [♦ 1], [♦ 2], [♦ 3], [♦ 4], [♦ 5], [♦ 6], [♦ 7], [♦ 8], [♦ 9], [♦ 10], [♦ 11], [♦ 12], [♦ 13]]
洗过的牌:
[[♥ 11], [♥ 6], [♣ 13], [♣ 10], [♥ 13], [♠ 2], [♦ 1], [♥ 9], [♥ 12], [♦ 5], [♥ 8], [♠ 6], [♠ 3], [♥ 5], [♥ 1], [♦ 6], [♦ 13], [♣ 12], [♦ 12],
[♣ 5], [♠ 4], [♣ 3], [♥ 7], [♦ 3], [♣ 2], [♠ 1], [♦ 2], [♥ 4], [♦ 8], [♠ 10], [♦ 11], [♥ 10], [♦ 7], [♣ 9], [♦ 4], [♣ 8], [♣ 7], [♠ 8], [♦ 9], [♠
12], [♠ 11], [♣ 11], [♦ 10], [♠ 5], [♠ 13], [♠ 9], [♠ 7], [♣ 6], [♣ 4], [♥ 2], [♣ 1], [♥ 3]]
剩余的牌:
[[♦ 6], [♦ 13], [♣ 12], [♦ 12], [♣ 5], [♠ 4], [♣ 3], [♥ 7], [♦ 3], [♣ 2], [♠ 1], [♦ 2], [♥ 4], [♦ 8], [♠ 10], [♦ 11], [♥ 10], [♦ 7], [♣ 9], [♦
4], [♣ 8], [♣ 7], [♠ 8], [♦ 9], [♠ 12], [♠ 11], [♣ 11], [♦ 10], [♠ 5], [♠ 13], [♠ 9], [♠ 7], [♣ 6], [♣ 4], [♥ 2], [♣ 1], [♥ 3]]
A 手中的牌:
[[♥ 11], [♣ 10], [♦ 1], [♦ 5], [♠ 3]]
B 手中的牌:
[[♥ 6], [♥ 13], [♥ 9], [♥ 8], [♥ 5]]
C 手中的牌:
[[♣ 13], [♠ 2], [♥ 12], [♠ 6], [♥ 1]]

4.ArrayList的问题

1. ArrayList 底层使用连续的空间,任意位置插入或删除元素时,需要将该位置后序元素整体往前或者往后搬移,故时间复杂度为O(N)
2. 增容需要申请新空间,拷贝数据,释放旧空间。会有不小的消耗。
3. 增容一般是呈 2 倍的增长,势必会有一定的空间浪费。例如当前容量为 100 ,满了以后增容到 200 ,我们再继续插入了5 个数据,后面没有数据插入了,那么就浪费了 95 个数据空间。

5.ArrayList的缺陷

通过源码知道, ArrayList 底层使用数组来存储元素:
由于其底层是一段连续空间,当 ArrayList 任意位置插入或者删除元素时,就需要将后序元素整体往前或者往后 搬移,时间复杂度为 O(n) ,效率比较低,因此 ArrayList 不适合做任意位置插入和删除比较多的场景 。因此: java集合中又引入了LinkedList ,即链表结构。

LinkedList

1.LinkedList的模拟实现

// 2、无头双向链表实现
public class MyLinkedList {
    //头插法
    public void addFirst(int data){ }
    //尾插法
    public void addLast(int data){}
    //任意位置插入,第一个数据节点为0号下标
    public void addIndex(int index,int data){}
    //查找是否包含关键字key是否在单链表当中
    public boolean contains(int key){}
    //删除第一次出现关键字为key的节点
    public void remove(int key){}
    //删除所有值为key的节点
    public void removeAllKey(int key){}
    //得到单链表的长度
    public int size(){}
    public void display(){}
    public void clear(){}
}

2.LinkedList的使用

2.1什么是LinkedList

LinkedList 的底层是双向链表结构 ( 链表后面介绍 ) ,由于链表没有将元素存储在连续的空间中,元素存储在单独的节点中,然后通过引用将节点连接起来了,因此在在任意位置插入或者删除元素时,不需要搬移元素,效率比较高。

ArrayList和LinkedList

 在集合框架中,LinkedList也实现了List接口,具体如下:

ArrayList和LinkedList

【说明】
        1. LinkedList实现了 List 接口
        2. LinkedList的底层使用了双向链表
        3. LinkedList没有实现 RandomAccess 接口,因此 LinkedList 不支持随机访问
        4. LinkedList的任意位置插入和删除元素时效率比较高,时间复杂度为 O(1)
        5. LinkedList比较适合任意位置插入的场景

2.2LinkedList的使用

LinkedList 的构造

ArrayList和LinkedList

public static void main(String[] args) {
    // 构造一个空的LinkedList
    List<Integer> list1 = new LinkedList<>();
    List<String> list2 = new java.util.ArrayList<>();
    list2.add("JavaSE");
    list2.add("JavaWeb");
    list2.add("JavaEE");
    // 使用ArrayList构造LinkedList
    List<String> list3 = new LinkedList<>(list2);
}

 LinkedList的其他常用方法介绍

方法 解释
boolean add (E e)
尾插 e
void add (int index, E element)
e 插入到 index 位置
boolean addAll (Collection<? extends E> c)
尾插 c 中的元素
E remove (int index)
删除 index 位置元素
boolean remove (Object o)
删除遇到的第一个 o
E get (int index)
获取下标 index 位置元素
E set (int index, E element)
将下标 index 位置元素设置为 element
void clear ()
清空
boolean contains (Object o)
判断 o 是否在线性表中
int indexOf (Object o)
返回第一个 o 所在下标
int lastIndexOf (Object o)
返回最后一个 o 的下标
List<E> subList (int fromIndex, int toIndex)
截取部分 list
public static void main(String[] args) {
    LinkedList<Integer> list = new LinkedList<>();
    list.add(1); // add(elem): 表示尾插
    list.add(2);
    list.add(3);
    list.add(4);
    list.add(5);
    list.add(6);
    list.add(7);
    System.out.println(list.size());
    System.out.println(list);
    // 在起始位置插入0
    list.add(0, 0); // add(index, elem): 在index位置插入元素elem
    System.out.println(list);
    list.remove(); // remove(): 删除第一个元素,内部调用的是removeFirst()
    list.removeFirst(); // removeFirst(): 删除第一个元素
    list.removeLast(); // removeLast(): 删除最后元素
    list.remove(1); // remove(index): 删除index位置的元素
    System.out.println(list);
    // contains(elem): 检测elem元素是否存在,如果存在返回true,否则返回false
    if(!list.contains(1)){
        list.add(0, 1);
    }
    list.add(1);
    System.out.println(list);
    System.out.println(list.indexOf(1)); // indexOf(elem): 从前往后找到第一个elem的位置
    System.out.println(list.lastIndexOf(1)); // lastIndexOf(elem): 从后往前找第一个1的位置
    int elem = list.get(0); // get(index): 获取指定位置元素
    list.set(0, 100); // set(index, elem): 将index位置的元素设置为elem
    System.out.println(list);
    // subList(from, to): 用list中[from, to)之间的元素构造一个新的LinkedList返回
    List<Integer> copy = list.subList(0, 3); 
    System.out.println(list);
    System.out.println(copy);
    list.clear(); // 将list中元素清空
    System.out.println(list.size());
}
LinkedList 的遍历
public static void main(String[] args) {
    LinkedList<Integer> list = new LinkedList<>();
    list.add(1); // add(elem): 表示尾插
    list.add(2);
    list.add(3);
    list.add(4);
    list.add(5);
    list.add(6);
    list.add(7);
    System.out.println(list.size());
    // foreach遍历
    for (int e:list) {
        System.out.print(e + " ");
    }
    System.out.println();
    // 使用迭代器遍历---正向遍历
    ListIterator<Integer> it = list.listIterator();
    while(it.hasNext()){
        System.out.print(it.next()+ " ");
    }
    System.out.println();
    // 使用反向迭代器---反向遍历
    ListIterator<Integer> rit = list.listIterator(list.size());
    while (rit.hasPrevious()){
        System.out.print(rit.previous() +" ");
    }
    System.out.println();
}

ArrayList和LinkedList的区别

ArrayList和LinkedList

 文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-417662.html

到了这里,关于ArrayList和LinkedList的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处: 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请点击违法举报进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

领支付宝红包 赞助服务器费用

相关文章

  • ArrayList和LinkedList的区别

    ArrayList和Vector使用了数组的实现,可以认为ArrayList或者Vector封装了对内部数组的操作,比如向数组中添加,删除,插入新的元素或者数据的扩展和重定向。 LinkedList使用了循环双向链表数据结构。与基于数组ArrayList相比,这是两种截然不同的实现技术,这也决定了它们将适用

    2024年02月08日
    浏览(47)
  • 谈谈ArrayList和LinkedList的区别

    目录 一、什么是数组 二、ArrayList 三、LinkedList 四、ArrayList和LinkedList的区别 在编程中,数组(Array)是一种用于存储多个相同类型数据元素的数据结构。它是一个有序的集合,其中每个元素都有一个唯一的索引(下标),用于访问和操作数组中的元素。 数组通常用于存储数据

    2024年01月21日
    浏览(42)
  • ArrayList 和 LinkedList 有什么区别

    ArrayList 和 LinkedList 是Java中的两种常见的集合类型,它们具有一些相似之处,但也存在一些重要的区别。 ArrayList ArrayList 是数组列表类型,它是通过一个可变大小的数组来实现的。这意味着 ArrayList 支持随机访问元素,因为每个元素都可以通过索引来访问,而且访问速度很快。

    2024年02月05日
    浏览(36)
  • Java ArrayList 与 LinkedList 的灵活选择

    Java ArrayList 类是一个可变大小的数组,位于 java.util 包中。 for 循环: for-each 循环: ArrayList 是 Java 中常用的数据结构,它可以存储各种类型的数据,并且可以根据需要调整大小。 ArrayList 的优势: 可变大小 可以存储各种类型的数据 提供多种方法来访问、修改和删除元素 可以使用

    2024年03月09日
    浏览(58)
  • ArrayList和Vector及LinkedList的区别

    1.ArrayList和Vector的区别 第一句话:ArrayList和Vector底层都是数组实现的,初始容量都为10;在ArrayList的底层,是通过定义一个DEFAULT_CAPACITY的常量来指定的,而Vector的底层,是直接在空参构造中,通过写死了一个this(10)来指定的; 第二句话:Vector大部分方法的底层实现,都加了 s

    2024年02月11日
    浏览(40)
  • java源码----集合系列1----ArrayList,linkedList

    底层是一个object数组 Arraylist 是java里面Collection  标准的一个集合,其 底层是一个object数组 。当new一个空参的ArrayList的时候,会默认生成一个空数组。 Arraylist上限是 Integer.MAX_VALUE - 8(Integer.MAX_VALUE  =  2^31-1) ; 超过上限会报内存溢出 这里为什么是Integer.MAX_VALUE-8  ,源码上的解

    2024年02月03日
    浏览(43)
  • Java链式存储LinkedList----与ArrayList比较

    作为一名对技术充满热情的学习者,我一直以来都深刻地体会到知识的广度和深度。在这个不断演变的数字时代,我远非专家,而是一位不断追求进步的旅行者。通过这篇博客,我想分享我在某个领域的学习经验,与大家共同探讨、共同成长。请大家以开放的心态阅读,相信

    2024年01月23日
    浏览(45)
  • java面试基础 -- ArrayList 和 LinkedList有什么区别, ArrayList和Vector呢?

    目录 基本介绍 有什么不同?? ArrayList的扩容机制 ArrayLIst的基本使用 ArrayList和Vector 还记得我们的java集合框架吗, 我们来复习一下, 如图:          可以看出来 ArrayList和LinkedList 都是具体类, 他们都是接口List的实现类. 但是他们底层的逻辑是不同的, 相信学过这个的应该大概有个

    2024年02月12日
    浏览(38)
  • Javat集合之Lis---(ArrayList和LinkedList)

    提示:以下是本篇文章正文内容,下面案例可供参考 List是一种常用的集合类型,它可以存储任意类型的对象,也可以结合泛型来存储具体的类型对象, 本质上就是一个容器。 ArrayList和LinkedList通用方法: 以上方法通用且常用的方法其他方法可参考相关的文档进行查询即可,

    2024年01月24日
    浏览(45)
  • java面试基础 -- ArrayList 和 LinkedList有什么区别

    目录 基本介绍 有什么不同?? ArrayList的扩容机制 ArrayLIst的基本使用 ArrayList和Vector 还记得我们的java集合框架吗, 我们来复习一下, 如图:          可以看出来 ArrayList和LinkedList 都是具体类, 他们都是接口List的实现类. 但是他们底层的逻辑是不同的, 相信学过这个的应该大概有个

    2024年02月12日
    浏览(52)

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

博客赞助

微信扫一扫打赏

请作者喝杯咖啡吧~博客赞助

支付宝扫一扫领取红包,优惠每天领

二维码1

领取红包

二维码2

领红包