java集合—结合要点解析源码

关系图：

结合上图，先来总结一下java数据结构中的线性表：

• 线性表里的元素是按线性（逻辑上的）排列的 线性表分为顺序表和链表两大类
• 顺序表中的数据元素存储连续，内存划分的区域也连续，java中的实现是ArrayList
• 链表在物理存储上可以以非连续、非顺序的方式存储，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的引用来实现的
• 链表又有单向链表、循环链表、双向链表，LinkedList就是以双向链表的方式实现的
• 还有两种比较特殊的线性表：栈和队列
• 栈仅允许在线性表的尾部进行添加和删除操作，这一端被称为栈顶，另一端称为栈底。向一个栈添加新元素叫压栈，删除元素又称为出栈，Stack就是栈在Java中的实现。
• 队列只能从头部删除(取出)元素，从队尾添加元素，进行删除操作的端称为队头，Queue就是队列的体现：Queue queue = new LinkedList();

可以根据下述关键点自行源码剖析。

一、ArrayList要点：

• 初始化（数组一但在堆内存中创建，长度是固定的）：
  不指定初始化数组长度（public ArrayList(){...}）：底层默认在jvm内存中开辟长度为10的数组
  指定初始化数组长度（public ArrayList(int initialCapacity){...}）：开辟指定长度的数组
• 数组扩容
  手动扩容：利用System.arraycopy(...)方法
  自动扩容：ArrayList在添加新元素时，如在add方法中:

    public boolean add(E e) {        ensureCapacityInternal(size + 1);  // 判断数组是否需要扩容!        elementData[size++] = e;        return true;    }    private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {       if (elementData == EMPTY_ELEMENTDATA) {           minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);       }       ensureExplicitCapacity(minCapacity);    }    private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {        modCount++;        // overflow-conscious code        if (minCapacity - elementData.length > 0)            grow(minCapacity);    }

• 时间复杂度
  主要针对与LinkedList的删除、增加、查询方法比较
• 删除（删除最后一个元素时，直接删除不会进行部分元素整体复制）
  按照下标删除
  按照指定元素删除：默认删除数组中与该指定对象具有相同引用的对象元素，否则对象需要重写equals方法
• 增加
  直接添加（add(T e){...}）：，先判断数组是否扩容，然后在数组最后以为添加该元素
  在指定位置添加（add(int position, T e){...}）：先进行指定下标位置之后（包括该指定下标位置）的所有元素全部后移一位，然后把该下标引用指向该元素
• 修改set(int index, E element) {...}
  修改指定下标位置（index）的元素

二、Vector要点：

Vector在实际开发中很少使用到，这是因为在所有关键性的操作上，方法前面都加了synchronized关键字，来保证线程的安全性，加锁和释放锁的这个过程，在系统中是有开销的，因此，在单线程的环境中，Vector效率要差很多。

从上图可以看到，二者均实现了List接口，但有一个经常被提交的问题就是Vector和ArrayList有什么区别：

• Vector是线程安全的，ArrayList不是线程安全的
• Vector在底层数组不够用时在原来的基础上扩展0.5倍，ArrayList扩展1倍

三、LinkedList要点：

• 新建一个LinkedList：List<T> tList = new LinkedList<T>();查看源码，构造函数为空
• 主要实现依赖自身的三个变量和一个静态内部类：

    transient int size = 0;    transient Node<E> first;    transient Node<E> last;    private static class Node<E> {            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;        }    }

• 认识LinkedList，首先从add方法入手：

    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++;    }

• 再者，删除：
  按照指定元素进行删除：可以发现LinkedList中是可以放null的。从下边代码中的equals发现，如过remove方法的参数是一个new出来的对象（很少这样操作，除非有特殊需求），那么它要重写从Object类继承过来的equals方法
  按照下标进行删除：public E remove(int index){......}

    public boolean remove(Object o) { // 按照指定元素进行删除        if (o == null) {            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {                if (x.item == null) {                    unlink(x); // ArrayList中这里是fastRemove()方法                    return true;                }            }        } else {            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {                if (o.equals(x.item)) {                    unlink(x);                    return true;                }            }        }        return false;    }    E unlink(Node<E> x) { // 把Node从链表中移出        final E element = x.item;        final Node<E> next = x.next;        final Node<E> prev = x.prev;        if (prev == null) {            first = next;        } else {            prev.next = next;            x.prev = null;        }        if (next == null) {            last = prev;        } else {            next.prev = prev;            x.next = null;        }        x.item = null;        size--;        modCount++;        return element;    }    @Override    public boolean equals(Object obj) {//equals方法重写示例        if (this == obj) {            return true;        }        if (obj == null) {            return false;        }        if (obj instanceof Animal) {            Animal other = (Animal) obj;            return this.name.equals(other.name) && this.habit.equals(other.habit);        }        return false;    }

后续待更新……