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ArrayList 的实现:
1、MyArrayList将保持基础数组,数组的容量。以及存储在MyArrayList中的当前项数。
2、MyArrayList将提供一种机制以改变基础数组的容量。通过或者一个新数组,将老数组拷贝到新数组中改变数组的容量,允许虚拟机回收老数组。
3、MyArrayList将提供get和set的实现。
4、MyArrayList将提供基本的例程(Routine,系统对外提供的功能接口的集合),如size,isEmpty和clear,他们是典型的单行程序;还提供remove,以及两种不同版本的add。如果数组的大小和容量相同,那么这两个add例程将增加容量 。
5、MyArrayList将提供一个实现Iterator接口的类。这个类将存储迭代序列中的下一项的下标,并提供next,hasNext和和remove等方法的实现。MyArrayList的迭代器方法直接返回实现Iterator接口的该类的新构造的实例。
public class MyArrayList<T> implements Iterator<T> { private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10; private int theSize;
private T[] theItems; public MyArrayList() {
doClear();
} public void clear(){
doClear();
} private void doClear(){
theSize = 0;
ensureCapacity(DEFAULT_CAPACITY);
} public int size(){
return theSize;
} public void ensureCapacity(int newCapacity){
if(newCapacity < theSize){
return;
} T[] old = theItems;
theItems = (T[]) new Object[newCapacity];
for(int i = 0; i < size(); i++){
theItems[i] = old[i];
}
} public boolean add(T x){
add(size(),x);
return true;
} public void add(int idx, T x){
if(theItems.length == size()){
ensureCapacity(size() * 2 + 1);
}
for(int i = theSize; i > idx; i--){
theItems[i] = theItems[i-1];
theItems[idx] = x;
} theSize++;
} public T remove(int idx){
T removeItem = theItems[idx];
for(int i = idx; i < size() - 1; i++){
theItems[i] = theItems[i + 1];
}
theSize--;
return removeItem;
} public java.util.Iterator<T> iterator(){
return new ArrayListIterator<T>(this);
} private static class ArrayListIterator<T> implements Iterator<T>{ private int current = 0;
private MyArrayList<T> theList; public ArrayListIterator(MyArrayList<T> list) {
theList = list;
} @Override
public boolean hasNext() {
return current<theList.size();
} @Override
public T next() {
return theList.theItems[current++];
} }
...
}
LinkedList 的实现:
1、MyLinkedList 类本身,包含到两端的链,表的大下以及一些方法。
2.、Node类,他可能是一个私有的嵌套类。一个节点包含数据以及到前一个节点的链和到下一个节点的链,还有一些适当的构造方法。
3.、LinkedListIterator 类,该类抽象了位置的概念,是一个私有类,并实现接口Iterator。它提供了方法next,hasNext,remove的实现。
public class MyLinkedList<T> implements Iterator<T> { private int theSize;
private int modCount = 0;
private Node<T> beginMarker;
private Node<T> endMarker; private static class Node<T>{ public T data;
public Node<T> prev;
public Node<T> next; public Node(T d, Node<T> p,Node<T> n){
data = d;
prev = p;
next = n;
}
} public MyLinkedList(){
doClear();
} public void clear(){
doClear();
} private void doClear() { beginMarker = new Node<T>(null,null,null);
endMarker = new Node<T>(null,beginMarker,null);
beginMarker.next = endMarker; theSize = 0;
modCount++;
} public int size(){
return theSize;
} public boolean isEmpty(){
return size() == 0;
} public boolean add(T x){
add(size(),x);
return true;
} private Node<T> getNode(int idx){
return getNode(idx,0,size()-1);
} private Node<T> getNode(int idx, int lower, int upper ){
Node<T> p; if(idx < lower || idx > upper){
throw new IndexOutOfBoundsException();
} if(idx < size()/2 ){
p=beginMarker.next;
for(int i= 0; i < idx; i++){
p = p.next;
}
}else{
p=endMarker;
for(int i = size();i > idx; i--){
p = p.prev;
}
}
return p;
} public void add(int idx, T x){
addBefore(getNode(idx,0,size()),x);
} public T get(int idx){
return getNode(idx).data;
} public T set(int idx, T newVal){
Node<T> p = getNode(idx);
T oldVal = p.data;
p.data = newVal;
return oldVal;
} public T remove(int idx){
return remove(getNode(idx));
} private void addBefore(Node<T> p, T x){
Node<T> newNode = new Node<T>(x,p.prev,p);
newNode.prev.next = newNode;
p.prev = newNode;
theSize++;
modCount++;
} private T remove(Node<T> p){
p.next.prev = p.prev;
p.prev.next = p.next;
theSize--;
modCount++; return p.data;
} public java.util.Iterator<T> iterator(){
return new LinkedListIterator();
} private class LinkedListIterator implements Iterator<T>{ private Node<T> current = beginMarker.next;
private int expectedModCount = modCount;
private boolean okToRemove = false; @Override
public boolean hasNext() {
return current != endMarker;
} @Override
public T next() { if(modCount != expectedModCount){
throw new java.util.ConcurrentModificationException();
} if(!hasNext()){
throw new java.util.NoSuchElementException();
} T nextItem = current.data;
okToRemove = true;
return nextItem;
} public void remove(){
if(modCount != expectedModCount){
throw new java.util.ConcurrentModificationException();
}
if(!okToRemove){
throw new IllegalStateException();
} MyLinkedList.this.remove(current.prev);
expectedModCount++;
okToRemove = false;
}
}
...
}
ArrayList 和 LinkedList 的区别:
结构上的区别:
对于处理一列数据项,ArrayList 的内部实现是基于内部数组Object[],所以从概念上讲,它更像数组,但 LinkedList 的内部实现是基于一组连接的记录,所以,它更像一个链表结构;ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构,LinkedList基于链表的数据结构。
性能上的区别:
查询:
二分查找法使用的随机访问(random access)策略,而LinkedList是不支持快速的随机访问的(访问链表中的某个元素时,就必须从链表的一端开始沿着连接方向一个一个元素地去查找,直到找到所需的元素为止)。对一个LinkedList做随机访问所消耗的时间与这个表的大小是成比例的。而相应的,在ArrayList中进行随机访问所消耗的时间是固定的。
增删:
1、若只对单条数据插入或删除,ArrayList的速度反而优于LinkedList。
2、若是批量插入或删除数据:
ArrayList 是基于数组实现的,而数组是一块连续的内存空间,当在表的前面或中间插入或删除元素时,所有已经存在的元素都会后移,这就意味着数据移动和复制上的开销,当在表的后面插入或删除元素时,ArrayList和LinkedList数据量小时速度相差无几,但数据量较大时ArrayList的速度快。在末尾插入或删除数据,arraylist的速度比linkedlist的速度反而要快。注:其实在前方插入时,ArrayList可以使用后方插入,最后再使用Collections.reverse()方法反转,速度比LinkedList快。
LinkedList 插入或删除数据则只是简单的未这个元素分配一个记录,然后调整两个连接,在表的尾端插入数据与在任意位置插入数据是一样的,不会因为插入的位置靠前而导致插入的方法性能降低。
遍历列表:最简便的ForEach循环并没有很好的性能表现,综合性能不如普通的迭代器,而是用for循环通过随机访问遍历列表时,ArrayList表项很好,但是LinkedList的表现却无法让人接受,甚至没有办法等待程序的结束。这是因为对LinkedList进行随机访问时,总会进行一次列表的遍历操作。性能非常差,应避免使用。
性能开销:
在LinkedList中有一个私有的内部类,
private static class Node<T>{ public T data;
public Node<T> prev;
public Node<T> next; public Node(T d, Node<T> p,Node<T> n){
data = d;
prev = p;
next = n;
}
}
每个Node对象 reference列表中的一个元素,同时还有在LinkedList中它的上一个元素和下一个元素。一个有1000个元素的LinkedList对象将 有1000个链接在一起的Node对象,每个对象都对应于列表中的一个元素。这样的话,在一个LinkedList结构中将有一个很大的空间开销,因为 它要存储这1000个Node对象的相关信息。
ArrayList使用一个内置的数组来存储元素,这个数组的起始容量是10.当数组需要增长时,新的容量按 如下公式获得:新容量=(旧容量*3)/2+1,也就是说每一次容量大概会增长50%。这就意味着,如果你有一个包含大量元素的ArrayList对象, 那么最终将有很大的空间会被浪费掉,这个浪费是由ArrayList的工作方式本身造成的。如果没有足够的空间来存放新的元素,数组将不得不被重新进行分 配以便能够增加新的元素。对数组进行重新分配,将会导致性能急剧下降。如果我们知道一个ArrayList将会有多少个元素,我们可以通过构造方法来指定容量。我们还可以通过trimToSize方法在ArrayList分配完毕之后去掉浪费掉的空间。
总结:
1、在ArrayList的 中间插入或删除一个元素意味着这个列表中剩余的元素都会被移动;而在LinkedList的中间插入或删除一个元素的开销是固定的。
2、ArrayList的空间浪费主要体现在在list列表的结尾预留一定的容量空间,而LinkedList的空间花费则体现在它的每一个元素都需要消耗相当的空间。
3、LinkedList不 支持高效的随机元素访问。
4、ArrayList的查询效率比较高,增删动作的效率比较差,适用于查询比较频繁,增删动作较少的元素管理的集合。
LinkedList的查询效率低,但是增删效率很高。适用于增删动作的比较频繁,查询次数较少的元素管理集合。