javase-List【源码剖析】
前言
声明，本文用得是jdk1.8
现在这篇主要讲List集合的三个子类：
- ArrayList
底层数据结构是数组。线程不安全 - LinkedList
底层数据结构是链表。线程不安全 - Vector
底层数据结构是数组。线程安全
这篇主要来看看它们比较重要的方法是如何实现的，需要注意些什么，最后比较一下哪个时候用哪个～
一、ArrayList解析
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首先，我们来讲解的是ArrayList集合，它是我们用得非常非常多的一个集合~
首先，我们来看一下ArrayList的属性：
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根据上面我们可以清晰的发现：ArrayList底层其实就是一个数组，ArrayList中有扩容这么一个概念，正因为它扩容，所以它能够实现“动态”增长
1.2构造方法
我们来看看构造方法来印证我们上面说得对不对：
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1.3Add方法
add方法可以说是ArrayList比较重要的方法了，我们来总览一下
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1.3.1add(E e)
步骤：
- 检查是否需要扩容
- 插入元素
首先，我们来看看这个方法：
public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}
该方法很短，我们可以根据方法名就猜到他是干了什么：
- 确认list容量，尝试容量加1，看看有无必要
-
添加元素
接下来我们来看看这个小容量(+1)是否满足我们的需求：
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随后调用ensureExplicitCapacity()来确定明确的容量，我们也来看看这个方法是怎么实现的：
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所以，接下来看看grow()是怎么实现的~
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进去看copyOf()方法：
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到目前为止，我们就可以知道add(E e)的基本实现了：
1 首先去检查一下数组的容量是否足够
2 足够：直接添加
不足够：扩容
3 扩容到原来的1.5倍
4 第一次扩容后，如果容量还是小于minCapacity，就将容量扩充为minCapacity。
1.3.2add(int index, E element)
步骤：
1 检查角标
2 空间检查，如果有需要进行扩容
3 插入元素
我们来看看插入的实现：
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我们发现，与扩容相关ArrayList的add方法底层其实都是arraycopy()来实现的
看到arraycopy()，我们可以发现：该方法是由C/C++来编写的，并不是由Java实现：
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总的来说：
arraycopy()还是比较可靠高效的一个方法。
参考R大回答：https://www.zhihu.com/question/53749473
1.4 get方法
- 检查角标
-
返回元素
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// 检查角标
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];
}。
1.5 set方法
- 检查角标
- 替代元素
-
返回旧值
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1.6remove方法
检查角标
删除元素
计算出需要移动的个数，并移动
设置为null，让Gc回收
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1.7细节再说明
ArrayList是基于动态数组实现的，在增删时候，需要数组的拷贝复制。
ArrayList的默认初始化容量是10，每次扩容时候增加原先容量的一半，也就是变为原来的1.5倍
删除元素时不会减少容量，若希望减少容量则调用trimToSize()
它不是线程安全的。它能存放null值。
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二、Vector与ArrayList区别
Vector是jdk1.2的类了，比较老旧的一个集合类。
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Vector底层也是数组，与ArrayList最大的区别就是：同步(线程安全)
Vector是同步的，我们可以从方法上就可以看得出来~
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在要求非同步的情况下，我们一般都是使用ArrayList来替代Vector的了~
如果想要ArrayList实现同步，可以使用Collections的方法：
List list = Collections.synchronizedList(new ArrayList(...));，
就可以实现同步了~
还有另一个区别：
ArrayList在底层数组不够用时在原来的基础上扩展0.5倍，Vector是扩展1倍。、
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Vector源码的解析可参考：
三、LinkedList解析
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LinkedList底层是双向链表, 从结构上，我们还看到了LinkedList实现了Deque接口，因此，我们可以操作LinkedList像操作队列和栈一样~
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LinkedList变量就这么几个，因为我们操作单向链表的时候也发现了：有了头结点，其他的数据我们都可以获取得到了。(双向链表也同理)
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3.1构造方法
LinkedList的构造方法有两个：
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3.2add方法
如果做过链表的练习，对于下面的代码并不陌生的~
add方法实际上就是往链表最后添加元素
public boolean add(E e) {
linkLast(e);
return true;
}
void linkLast(E e) {
final Node<E> l = last;
final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
last = newNode;
if (l == null)
first = newNode;
else
l.next = newNode;
size++;
modCount++;
}
3.3remove方法
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实际上就是下面那个图的操作：
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3.4get方法
可以看到get方法实现就两段代码：
public E get(int index) {
checkElementIndex(index);
return node(index).item;
}
我们进去看一下具体的实现是怎么样的：
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3.5set方法
set方法和get方法其实差不多，根据下标来判断是从头遍历还是从尾遍历
public E set(int index, E element) {
checkElementIndex(index);
Node<E> x = node(index);
E oldVal = x.item;
x.item = element;
return oldVal;
}
四、总结
其实集合的源码看起来并不是很困难，遇到问题可以翻一翻，应该是能够看懂的~
ArrayList、LinkedList、Vector算是在面试题中比较常见的的知识点了。下面我就来做一个简单的总结：
ArrayList：
- 底层实现是数组
- ArrayList的默认初始化容量是10，每次扩容时候增加原先容量的一半，也就是变为原来的1.5倍
- 在增删时候，需要数组的拷贝复制(navite 方法由C/C++实现)
LinkedList：
- 底层实现是双向链表[双向链表方便实现往前遍历]
Vector：
- 底层是数组，现在已少用，被ArrayList替代，原因有两个：
- Vector所有方法都是同步，有性能损失。
- Vector初始length是10 超过length时 以100%比率增长，相比于ArrayList更多消耗内存。
- 参考资料：https://www.zhihu.com/question/31948523/answer/113357347
总的来说：查询多用ArrayList，增删多用LinkedList。
ArrayList增删慢不是绝对的(在数量大的情况下，已测试)：
- 如果增加元素一直是使用
add()(增加到末尾)的话，那是ArrayList要快 - 一直删除末尾的元素也是ArrayList要快【不用复制移动位置】
- 至于如果删除的是中间的位置的话，还是ArrayList要快！
但一般来说：增删多还是用LinkedList，因为上面的情况是极端的~
