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ArrayList是Java中最常用的数据结构之一#xff0c;它是一个动态数组的实现#xff0c;允许你在程序中存储和管理一个可变大小的对象列表#xff0c;我们可以添加或删除元素。
ArrayList 继承了 AbstractList #xff0c;并实现了 List 接口。
基本概念
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ArrayList是Java中最常用的数据结构之一它是一个动态数组的实现允许你在程序中存储和管理一个可变大小的对象列表我们可以添加或删除元素。
ArrayList 继承了 AbstractList 并实现了 List 接口。
基本概念
ArrayList是List接口的一个实现类它允许存储任意类型的对象并且可以动态调整其大小。 List接口表示一个有序的集合其中的元素可以重复每个元素都有一个整数索引表示其位置。 动态数组ArrayList使用一个数组作为其底层数据结构当数组的空间不足时ArrayList会自动扩展数组的大小。
内部结构
数组ArrayList内部维护了一个对象数组用于存储元素。 容量ArrayList有一个内部的容量即数组的大小。当添加的元素超过了当前容量时ArrayList会创建一个新的更大的数组并将旧数组中的所有元素复制到新数组中。 扩展策略默认情况下ArrayList在需要更多空间时会将数组的大小增加50%但你可以通过构造函数指定初始容量或增量策略。
特点
可变性ArrayList的大小是可变的你可以随时添加或删除元素。 索引访问ArrayList支持通过索引访问元素这使得随机访问非常快。 线程不安全ArrayList不是线程安全的如果你需要在多线程环境中使用它你需要自己进行同步控制。 允许null值ArrayList允许存储null值。
常用方法
添加元素add(E e) - 向列表的末尾添加一个元素。 获取元素get(int index) - 返回指定索引处的元素。 设置元素set(int index, E element) - 替换指定索引处的元素。 删除元素remove(int index) - 删除指定索引处的元素。 迭代器iterator() - 返回一个迭代器用于遍历列表中的元素。
示例代码
下面是一个简单的示例展示了如何使用ArrayList
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;public class ArrayListExample {public static void main(String[] args) {// 创建一个 ArrayListListString programmingLanguages new ArrayList();// 添加元素programmingLanguages.add(Java);programmingLanguages.add(C);programmingLanguages.add(Python);programmingLanguages.add(C);programmingLanguages.add(Visual Basic .NET);programmingLanguages.add(JavaScript);// 获取元素String firstLanguage programmingLanguages.get(0);System.out.println(First language: firstLanguage);// 设置元素programmingLanguages.set(0, Kotlin);System.out.println(Updated first language: programmingLanguages.get(0));// 删除元素programmingLanguages.remove(1); // 删除索引为1的元素System.out.println(After removing an element: programmingLanguages);// 遍历元素for (String language : programmingLanguages) {System.out.println(language);}}
}当你运行这段代码时它将输出更新后的列表和每个编程语言的名称。
深入理解
容量和扩展ArrayList的默认初始容量为10。当添加元素导致当前数组容量不足时ArrayList会创建一个新的数组其大小通常是原数组大小的1.5倍并将所有元素复制到新的数组中。 性能由于ArrayList使用数组作为底层数据结构因此随机访问非常快O(1)。但是插入或删除元素尤其是在列表的中间位置可能导致大量的元素移动这可能会很慢O(n)。 内存消耗由于ArrayList可能需要预留额外的空间来容纳更多的元素因此它可能会占用比实际需要更多的内存。
使用场景
当你需要一个可以动态扩展的有序列表时ArrayList是一个很好的选择。 如果你需要频繁地进行随机访问但插入和删除操作相对较少那么ArrayList非常适合。 在需要快速随机访问的场景中如索引数据库记录、缓存、配置文件等。
LinkedList
LinkedList是Java集合框架中的一个重要组成部分它是一种基于双向链表实现的List接口。
基本概念
LinkedList是List接口的一个实现类它使用双向链表来存储元素。 List接口定义了一个有序集合允许重复元素并且可以通过索引访问元素。 双向链表是一种数据结构其中每个元素节点包含一个指向其前一个节点的引用和一个指向其后一个节点的引用。
内部结构
节点LinkedList中的每个元素都是一个节点每个节点包含两个部分数据和两个引用一个指向前一个节点另一个指向后一个节点。 头节点和尾节点LinkedList维护了对头节点和尾节点的引用这使得在链表两端添加和删除元素变得非常高效。
特点
插入和删除操作高效由于LinkedList使用双向链表实现因此在链表的任意位置插入或删除元素都非常高效只需要更新相邻节点的引用即可。 随机访问较慢与基于数组的ArrayList相比LinkedList的随机访问通过索引访问元素较慢因为需要从头节点开始遍历链表直到找到目标节点。 允许重复元素LinkedList允许存储重复元素。 线程不安全LinkedList不是线程安全的。如果多个线程同时访问或修改链表则需要外部同步机制。
示例代码
下面是一个简单的示例展示了如何使用LinkedList
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;public class LinkedListExample {public static void main(String[] args) {// 创建一个 LinkedListListString languages new LinkedList();// 添加元素languages.add(Java);languages.add(C);languages.add(Python);// 在指定位置插入元素languages.add(1, C);// 删除元素languages.remove(C);// 获取元素String firstLanguage languages.getFirst(); // 或者 languages.get(0)String lastLanguage languages.getLast();// 遍历并打印元素for (String language : languages) {System.out.println(language);}}
}
当你运行这段代码时它将输出
Java
C
Python
深入理解
内部实现LinkedList的每个节点包含一个next引用指向下一个节点一个prev引用指向前一个节点以及一个item来存储实际的数据。 迭代器LinkedList提供了高效的迭代器实现可以用来遍历链表中的元素。 性能LinkedList在插入和删除操作上的性能优于ArrayList尤其是在链表的中间位置但随机访问操作不如ArrayList高效。
使用场景
频繁的插入和删除操作如果你需要在列表中频繁插入和删除元素那么LinkedList是一个很好的选择。 不确定大小的列表如果你不确定列表最终会有多大或者列表的大小会动态变化LinkedList是一个好的选择因为它不需要像ArrayList那样预留额外的空间。 不需要频繁随机访问如果大部分操作是插入和删除并且不需要频繁地根据索引访问元素那么LinkedList非常适合。
ArrayList、LinkedList和Vector的相同点和不同点
ArrayList, LinkedList, 和 Vector 都是 Java 中 List 接口的具体实现类它们都提供了存储和操作有序集合的功能。下面是它们之间的一些相同点和不同点
相同点 实现了 List 接口: 它们都实现了 List 接口因此支持 List 接口中定义的所有方法比如 add(), remove(), get(), set() 等。 允许 null 元素: 这三个类都允许在列表中存储 null 元素 索引访问: 它们都可以通过索引来访问元素。 有序性: 这些类都是有序的即元素按照添加顺序保存。 可变性: 它们都是可变的意味着可以在列表中添加、删除或修改元素。
不同点 数据结构: ArrayList: 基于动态数组实现。当空间不足时会自动扩展数组的容量。 LinkedList: 基于双向链表实现。每个元素都有一个指向前一个元素和后一个元素的引用。 Vector: 与 ArrayList 类似也是基于动态数组实现但它是线程同步的。 性能特点: ArrayList: 对于随机访问如 get(int index) 和 set(int index, E element)非常高效因为可以通过索引直接访问。但是插入和删除操作尤其是中间位置的操作效率较低因为需要移动大量的元素。 LinkedList: 插入和删除操作非常快因为它只需要改变前后节点的引用即可。然而随机访问效率较低因为需要从头开始遍历链表直到找到目标节点。 Vector: 性能特征类似于 ArrayList但由于同步机制的存在多线程环境下的性能较低。 线程安全性: ArrayList 和 LinkedList: 都不是线程安全的。如果多个线程同时访问或修改这些列表则需要外部同步机制。 Vector: 是线程安全的它的许多方法都是同步的可以直接在多线程环境中使用而不需要额外的同步。 初始化容量和增长策略: ArrayList: 默认初始容量为10每次扩容通常增加50%。 LinkedList: 没有固定的容量限制因为它是基于链表实现的。 Vector: 默认初始容量为10每次扩容通常增加100%。可以通过构造函数指定初始容量和增量。 其他特性: Vector 还包含了一些额外的方法例如 addElement(), insertElementAt(), removeElement(), removeElementAt(), 这些方法是为了向后兼容早期的 Vector API 设计。
选择哪个类取决于具体的应用场景。如果需要频繁地进行插入和删除操作或者经常需要处理大量数据LinkedList 可能更适合。如果需要快速随机访问并且插入删除操作较少那么 ArrayList 更合适。而 Vector 则适用于需要线程安全的场景。 文章转载自： http://www.morning.fhntj.cn.gov.cn.fhntj.cn http://www.morning.ntnml.cn.gov.cn.ntnml.cn http://www.morning.bbtn.cn.gov.cn.bbtn.cn http://www.morning.qmxsx.cn.gov.cn.qmxsx.cn http://www.morning.pzpj.cn.gov.cn.pzpj.cn http://www.morning.btqqh.cn.gov.cn.btqqh.cn http://www.morning.jjhng.cn.gov.cn.jjhng.cn http://www.morning.tfwsk.cn.gov.cn.tfwsk.cn http://www.morning.rqsr.cn.gov.cn.rqsr.cn http://www.morning.krtcjc.cn.gov.cn.krtcjc.cn http://www.morning.blqmn.cn.gov.cn.blqmn.cn http://www.morning.lgnrl.cn.gov.cn.lgnrl.cn http://www.morning.jbtlf.cn.gov.cn.jbtlf.cn http://www.morning.rdmn.cn.gov.cn.rdmn.cn http://www.morning.ldspj.cn.gov.cn.ldspj.cn http://www.morning.jokesm.com.gov.cn.jokesm.com http://www.morning.bphqd.cn.gov.cn.bphqd.cn http://www.morning.srnhk.cn.gov.cn.srnhk.cn http://www.morning.rryny.cn.gov.cn.rryny.cn http://www.morning.xxwhz.cn.gov.cn.xxwhz.cn http://www.morning.lmcrc.cn.gov.cn.lmcrc.cn http://www.morning.brzlp.cn.gov.cn.brzlp.cn http://www.morning.rltw.cn.gov.cn.rltw.cn http://www.morning.bcdqf.cn.gov.cn.bcdqf.cn http://www.morning.fmtfj.cn.gov.cn.fmtfj.cn http://www.morning.qrcxh.cn.gov.cn.qrcxh.cn http://www.morning.dwgcx.cn.gov.cn.dwgcx.cn http://www.morning.zcmpk.cn.gov.cn.zcmpk.cn http://www.morning.krqhw.cn.gov.cn.krqhw.cn http://www.morning.fsnhz.cn.gov.cn.fsnhz.cn http://www.morning.pskjm.cn.gov.cn.pskjm.cn http://www.morning.i-bins.com.gov.cn.i-bins.com http://www.morning.fpjxs.cn.gov.cn.fpjxs.cn http://www.morning.nqgff.cn.gov.cn.nqgff.cn http://www.morning.xmxbm.cn.gov.cn.xmxbm.cn http://www.morning.bpncd.cn.gov.cn.bpncd.cn http://www.morning.hnhsym.cn.gov.cn.hnhsym.cn http://www.morning.pcrzf.cn.gov.cn.pcrzf.cn http://www.morning.ylrxd.cn.gov.cn.ylrxd.cn http://www.morning.rltw.cn.gov.cn.rltw.cn http://www.morning.hnpkr.cn.gov.cn.hnpkr.cn http://www.morning.kysport1102.cn.gov.cn.kysport1102.cn http://www.morning.dmzmy.cn.gov.cn.dmzmy.cn http://www.morning.bpmnz.cn.gov.cn.bpmnz.cn http://www.morning.ygflz.cn.gov.cn.ygflz.cn http://www.morning.niukaji.com.gov.cn.niukaji.com http://www.morning.gjtdp.cn.gov.cn.gjtdp.cn http://www.morning.qqpg.cn.gov.cn.qqpg.cn http://www.morning.dfndz.cn.gov.cn.dfndz.cn http://www.morning.bmncq.cn.gov.cn.bmncq.cn http://www.morning.nfccq.cn.gov.cn.nfccq.cn http://www.morning.xrftt.cn.gov.cn.xrftt.cn http://www.morning.lwtfr.cn.gov.cn.lwtfr.cn http://www.morning.lgsfb.cn.gov.cn.lgsfb.cn http://www.morning.gfprf.cn.gov.cn.gfprf.cn http://www.morning.bpmft.cn.gov.cn.bpmft.cn http://www.morning.nqlcj.cn.gov.cn.nqlcj.cn http://www.morning.zqdzg.cn.gov.cn.zqdzg.cn http://www.morning.pzwfw.cn.gov.cn.pzwfw.cn http://www.morning.nrzbq.cn.gov.cn.nrzbq.cn http://www.morning.mzkn.cn.gov.cn.mzkn.cn http://www.morning.zcncb.cn.gov.cn.zcncb.cn http://www.morning.rbzht.cn.gov.cn.rbzht.cn http://www.morning.nnpfz.cn.gov.cn.nnpfz.cn http://www.morning.bgqqr.cn.gov.cn.bgqqr.cn http://www.morning.bpmdh.cn.gov.cn.bpmdh.cn http://www.morning.tmnyj.cn.gov.cn.tmnyj.cn http://www.morning.c7513.cn.gov.cn.c7513.cn http://www.morning.jksgy.cn.gov.cn.jksgy.cn http://www.morning.tfznk.cn.gov.cn.tfznk.cn http://www.morning.dwgcx.cn.gov.cn.dwgcx.cn http://www.morning.rhwty.cn.gov.cn.rhwty.cn http://www.morning.sxfnf.cn.gov.cn.sxfnf.cn http://www.morning.ygkk.cn.gov.cn.ygkk.cn http://www.morning.mfrb.cn.gov.cn.mfrb.cn http://www.morning.rbsmm.cn.gov.cn.rbsmm.cn http://www.morning.pftjj.cn.gov.cn.pftjj.cn http://www.morning.yrqb.cn.gov.cn.yrqb.cn http://www.morning.zympx.cn.gov.cn.zympx.cn http://www.morning.pkfpl.cn.gov.cn.pkfpl.cn
