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JDK list简单解析

 2014/4/19 15:18:01  sharefling  程序员俱乐部  我要评论(0)
  • 摘要:jdk中list接口继承与collection(放置一组元素的容器,为set与list的父类接口),iterablelist中使用比较多为arraylist,vector,linkedlist,stack(其实没有注意到stack是基于vector实现的),,前面均为abstarctlist的继承实现,后者copyonwritearraylist为list,RandomAccess,cloneable,seriaizable(用于实现以复制方式保证的线程安全),接下来简略
  • 标签:list jdk 解析

jdk中list接口继承与collection(放置一组元素的容器,为set与list的父类接口),iterable

list中使用比较多为arraylist,vector,linkedlist,stack(其实没有注意到stack是基于vector实现的),,前面均为abstarctlist的继承实现,后者copyonwritearraylist为list,RandomAccess,cloneable,seriaizable(用于实现以复制方式保证的线程安全),接下来简略,简单的叙述一下各个数据类型怎么实现的,主要从基本数据类型和其中构建的算法 ? 1.abstractlist,这个抽象类,首先一如既往的基本实现了list接口的方法,没有什么大的表现 2.Arraylist内部存储数据使用数组形式,内部支持容器操作,排序(因为是数组存储,内部装换成Array,其实就是对array数组进行操作,具体要参考Array的源码),即具有数组特性的list.其他诸如扩容(2倍),添加,删除与map类似,不再阐述 针对几个操作复制,排序 在内部中实际进行操作的Array类,对Objetc[]进行管理,比如mao.toarray操作中实际上是把object[]导入到Array中调用toarray()方法,而在Array类中调用实际处理的是system.arraycopy(native方法)效率非常高,也就是说将list转换成数组(实际上重新复制创建的新数组,并不是返回list内部保存的object[]引用) ? ??private?void?grow(int?minCapacity)?{ ????????//?overflow-conscious?code ????????int?oldCapacity?=?elementData.length; ????????int?newCapacity?=?oldCapacity?+?(oldCapacity?>>?1); ????????if?(newCapacity?-?minCapacity?<?0) ????????????newCapacity?=?minCapacity; ????????if?(newCapacity?-?MAX_ARRAY_SIZE?>?0) ????????????newCapacity?=?hugeCapacity(minCapacity); ????????//?minCapacity?is?usually?close?to?size,?so?this?is?a?win: ????????elementData?=?Arrays.copyOf(elementData,?newCapacity); ????} ? ??public?static?long[]?copyOf(long[]?original,?int?newLength)?{ ????????long[]?copy?=?new?long[newLength]; ????????System.arraycopy(original,?0,?copy,?0, ?????????????????????????Math.min(original.length,?newLength)); ????????return?copy; ????} ? ??public?static?native?void?arraycopy(Object?src,??int??srcPos, ????????????????????????????????????????Object?dest,?int?destPos, ????????????????????????????????????????int?length); 至于排序实现:在内部中Array.sort,其中自然用到了compator接口已经实现,但是arraylist是不能显示调用sort进行排序,所以需要实现导出array,来进行排序,或者使用collections根据对arraylist进行排序,返回结果依旧正确,网上有许多示例资料,前提是arraylist元素要实现compator接口,这种方式通常是实现自定义的排序方式,不然进行装饰操作的sort没有能力进行计算比较 A.Array.sort(arraylist.toarray())调用native sort进行默认排序 B.collections.sort(list<T entends Comparable>)进行自定义排序(也支持默认排序,两种方式其实都使用了Array,但是没有第一种方便) ? 3.Vector存储元素为Object[]?elementData,扩容方式是(1+factor)*capacity,随机访问速度快,实现线程安全的方式是同步机制synchronized,大体的实现和方法类别基本与arraylist差不多,其注意事项有如下(来源于jdk api),其中出现的迭代器快速失败需要非常注意,导致的原因为修改了原来的存储数据的数据结构,比如追加元素;其中有些数据类型,在取数据的时候也会修改数据类型,归于内部实现不一样,比如LinkedHashMap.get(),queue,stack就不可以在出现在迭代器模式下。

Vectorclass="Apple-converted-space">?类可以实现可增长的对象数组。与数组一样,它包含可以使用整数索引进行访问的组件。但是,Vector?的大小可以根据需要增大或缩小,以适应创建?Vector?后进行添加或移除项的操作。

每个向量会试图通过维护?capacity??capacityIncrement?来优化存储管理。capacity?始终至少应与向量的大小相等;这个值通常比后者大些,因为随着将组件添加到向量中,其存储将按?capacityIncrement?的大小增加存储块。应用程序可以在插入大量组件前增加向量的容量;这样就减少了增加的重分配的量。

由 Vector 的 iterator 和 listIterator 方法所返回的迭代器是快速失败的:如果在迭代器创建后的任意时间从结构上修改了向量(通过迭代器自身的 remove 或 add 方法之外的任何其他方式),则迭代器将抛出 ConcurrentModificationException。因此,面对并发的修改,迭代器很快就完全失败,而不是冒着在将来不确定的时间任意发生不确定行为的风险。Vector 的 elements 方法返回的 Enumeration?不是?快速失败的。?

?4.LinkedList的描叙(jdk api),双向链表的构造(#1),以及对单个节点的实现处理(#2),从中可以看出具有高速度连续访问获取数据的优势,但是随即访问速度没有arraylist高效,此类实现?Deque?接口(本身取数据节点和增加数据节点就已经修改了原来的数据结构,没有类似于get()的读取数据但不修改数据结构),为?addpoll?提供先进先出队列操作,以及其他堆栈和双端队列操作。但是类似于toarray可以通过循环返回其object[]数组,至于linkedlist是双向列表,怎么进行get()?从#3可以得出应该是对index作为循环次数从first开始追寻

AbstractSequentialList:此类提供了?List?接口的骨干实现,从而最大限度地减少了实现受“连续访问”数据存储(如链接列表)支持的此接口所需的工作。对于随机访问数据(如数组),应该优先使用?AbstractList,而不是先使用此类,从某种意义上说,此类与在列表的列表迭代器上实现“随机访问”方法(get(int index)set(int index, E element)add(int index, E element)??remove(int index))的AbstractList?类相对立,而不是其他关系。

#1??transient?Node<E>?first; ????/** ?????*?Pointer?to?last?node. ?????*?Invariant:?(first?==?null?&&?last?==?null)?|| ?????*????????????(last.next?==?null?&&?last.item?!=?null) ?????*/ ????transient?Node<E>?last; #2 ?private?static?class?Node<E> {//明显是有前驱和后驱节点,以及相应的属性值,所以从可以看出linkedlist是至少具备双向链表的特性(双向链表具体请自修C) ????????E?item; ????????Node<E>?next; ????????Node<E>?prev; ????????Node(Node<E>?prev,?E?element,?Node<E>?next)?{ ????????????this.item?=?element; ????????????this.next?=?next; ????????????this.prev?=?prev; ????????}

????}

#3? ???public?E?get(int?index)?{ ????????try?{ ????????????return?listIterator(index).next(); ????????}?catch?(NoSuchElementException?exc)?{ ????????????throw?new?IndexOutOfBoundsException("Index:?"+index); ????????} ????} ? ??/** ?????*?Returns?the?(non-null)?Node?at?the?specified?element?index. ?????*/ ????Node<E>?node(int?index)?{ ????????//?assert?isElementIndex(index); ????????if?(index?<?(size?>>?1))?{ ????????????Node<E>?x?=?first; ????????????for?(int?i?=?0;?i?<?index;?i++) ????????????????x?=?x.next; ????????????return?x; ????????}?else?{ ????????????Node<E>?x?=?last; ????????????for?(int?i?=?size?-?1;?i?>?index;?i--) ????????????????x?=?x.prev; ????????????return?x; ????????} ????} ? ?5.Stack栈,顾名思义,先进后出的特性,基于vector实现,线程安全,按照JDK API的说法,是通过5个操作类对vector进行扩展得到的 允许将向量视为堆栈。它提供了通常的?push??pop?操作,以及取堆栈顶点的?peek?方法、测试堆栈是否为空的?empty?方法、在堆栈中查找项并确定到堆栈顶距离的?search?方法。? 如下: ??public?E?push(E?item)?{//入栈 ????????addElement(item); ????????return?item; ????} ?public?synchronized?E?pop()?{//出栈 ????????E???????obj; ????????int?????len?=?size(); ????????obj?=?peek(); ????????removeElementAt(len?-?1); ????????return?obj; ????} ? ?public?synchronized?E?peek()?{//检测栈顶部元素并返回,但不移除 ????????int?????len?=?size(); ????????if?(len?==?0) ????????????throw?new?EmptyStackException(); ????????return?elementAt(len?-?1); ????} ? ? ?public?boolean?empty()?{ ????????return?size()?==?0; ????} ??public?synchronized?int?search(Object?o) {//查找堆栈中对象序号 ????????int?i?=?lastIndexOf(o); ????????if?(i?>=?0)?{ ????????????return?size()?-?i; ????????} ????????return?-1; ????} ? 6.CopyOnwriteArrayList摘自jdk API,内部操作读取和增加通过vector的synchronized同步控制,至于数组的复制是使用ReentranLock进行控制

monospace;">ArrayList的一个线程安全的变体,其中所有可变操作(addset?等等)都是通过对底层数组进行一次新的复制来实现的,但并不是通过继承来实现的,却继承了abstractlist,。这一般需要很大的开销,但是当遍历操作的数量大大超过可变操作的数量时,这种方法可能比其他替代方法?有效。在不能或不想进行同步遍历,但又需要从并发线程中排除冲突时,它也很有用。“快照”风格的迭代器方法在创建迭代器时使用了对数组状态的引用。此数组在迭代器的生存期内不会更改,因此不可能发生冲突,并且迭代器保证不会抛出?ConcurrentModificationException。创建迭代器以后,迭代器就不会反映列表的添加、移除或者更改。在迭代器上进行的元素更改操作(removeset??add)不受支持。这些方法将抛出?UnsupportedOperationException

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