ArrayList为什么要实现RandomAccess接口
RandomAccess接口
RandomAccess是一个标记接口，官方解释是只要List实现这个接口，就能支持快速随机访问。而什么是随机访问呢？接下来我们来举例说明。
Collections是集合的一个工具类，我们看一下Collections源码中的二分搜索方法。
public static <T>
int binarySearch(List<? extends Comparable<? super T>> list, T key) {
if (list instanceof RandomAccess || list.size()<BINARYSEARCH_THRESHOLD)
return Collections.indexedBinarySearch(list, key);
else
return Collections.iteratorBinarySearch(list, key);
}
在源码中可以看出，判断list是否是RandomAccess的实例，如果是，则执行indexedBinarySearch方法，如果不是，则执行iteratorBinarySearch方法。接下来看一下这两个方法。
private static <T>
int indexedBinarySearch(List<? extends Comparable<? super T>> list, T key) {
int low = 0;
int high = list.size()-1;
while (low <= high) {
int mid = (low + high) >>> 1;
Comparable<? super T> midVal = list.get(mid);
int cmp = midVal.compareTo(key);
if (cmp < 0)
low = mid + 1;
else if (cmp > 0)
high = mid - 1;
else
return mid; // key found
}
return -(low + 1); // key not found
}
private static <T>
int iteratorBinarySearch(List<? extends Comparable<? super T>> list, T key)
{
int low = 0;
int high = list.size()-1;
ListIterator<? extends Comparable<? super T>> i = list.listIterator();
while (low <= high) {
int mid = (low + high) >>> 1;
Comparable<? super T> midVal = get(i, mid);
int cmp = midVal.compareTo(key);
if (cmp < 0)
low = mid + 1;
else if (cmp > 0)
high = mid - 1;
else
return mid; // key found
}
return -(low + 1); // key not found
}
上述两个方法的源码表示，实现了RandomAccess接口的List使用索引遍历，而未实现RandomAccess接口的List使用迭代器遍历。那么为什么要这么设计呢？
既然涉及到二分搜索的遍历操作，那么现在我们来分析一下ArrayList和LinkedList遍历元素的性能如何？
public class CollectionTest {
public static void main(String[] args){
long arrayListIndexedTime = arrayListIndexed();
long arrayListIteratorTime = arrayListIterator();
long linkedListIndexedTime = linkedListIndexed();
long linkedListIteratorTime = linkedListIterator();
System.out.println("测试ArrayList通过for遍历所消耗时间：" + arrayListIndexedTime);
System.out.println("测试ArrayList通过iterator遍历所消耗时间：" + arrayListIteratorTime);
System.out.println("测试LinkedList通过for遍历所消耗时间：" + linkedListIndexedTime);
System.out.println("测试LinkedList通过iterator遍历所消耗时间：" + linkedListIteratorTime);
}
//测试ArrayList通过for遍历所消耗时间
public static long arrayListIndexed() {
List<Integer> arrayList = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
arrayList.add(i);
}
//记录开始时间
long startTime = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < arrayList.size(); i++) {
arrayList.get(i);
}
//记录结束时间
long endTime = System.currentTimeMillis();
//遍历消耗时间
long resultTime = endTime - startTime;
return resultTime;
}
//测试ArrayList通过iterator遍历所消耗时间
public static long arrayListIterator() {
List<Integer> arrayList = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
arrayList.add(i);
}
//记录开始时间
long startTime = System.currentTimeMillis();
Iterator<Integer> iterator = arrayList.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
iterator.next();
}
//记录结束时间
long endTime = System.currentTimeMillis();
//遍历消耗时间
long resultTime = endTime - startTime;
return resultTime;
}
//测试LinkedList通过for遍历所消耗时间
public static long linkedListIndexed() {
List<Integer> linkedList = new LinkedList<>();
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
linkedList.add(i);
}
//记录开始时间
long startTime = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < linkedList.size(); i++) {
linkedList.get(i);
}
//记录结束时间
long endTime = System.currentTimeMillis();
//遍历消耗时间
long resultTime = endTime - startTime;
return resultTime;
}
//测试LinkedList通过iterator遍历所消耗时间
public static long linkedListIterator() {
List<Integer> linkedList = new LinkedList<>();
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
linkedList.add(i);
}
//记录开始时间
long startTime = System.currentTimeMillis();
Iterator<Integer> iterator = linkedList.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
iterator.next();
}
//记录结束时间
long endTime = System.currentTimeMillis();
//遍历消耗时间
long resultTime = endTime - startTime;
return resultTime;
}
}
测试结果如下
测试ArrayList通过for遍历所消耗时间：1
测试ArrayList通过iterator遍历所消耗时间：2
测试LinkedList通过for遍历所消耗时间：47
测试LinkedList通过iterator遍历所消耗时间：1
我们来分析一下测试结果：ArrayList通过for遍历比通过iterator遍历要稍快，LinkedList通过iterator遍历比通过for遍历要快。
所以说在我们的应用中，要考虑使用List接口的哪种实现类，可以更好更高效的满足实际场景需求。所以在这里通过实现RandomAccess接口来区分List的哪种实现类。
总结
最后总结一句话：实现RandomAccess接口的List可以通过for循环来遍历数据比使用iterator遍历数据更高效，未实现RandomAccess接口的List可以通过iterator遍历数据比使用for循环来遍历数据更高效。
