秒殺Java面試官——集合篇(一)java
1、集合的大致架構圖node
但願你們能緊緊記住下面這張框架圖,一旦面試官讓你「說說集合吧」,但願你們能立馬給他畫出來,邊畫邊逐一介紹每一個集合的特色,以及彼此的差別。重點是要從底層源代碼的角度來給面試官分析。面試
一說到底層代碼,可能不少人就頭疼了,總認爲知道和不知道對開發根本沒多大實用價值,會應用就好了。這個觀點,我暫不作評論。可是你們很慶幸的是,看到了本篇博客,博主將會帶你們,來分析一些在面試中必定會用到的集合底層實現原理。數組
2、List安全
1.ArrayList和Vector的區別網絡
第一句話:ArrayList和Vector底層都是數組實現的,初始容量都爲10;在ArrayList的底層,是經過定義一個DEFAULT_CAPACITY的常量來指定的,而Vector的底層,是直接在空參構造中,經過寫死了一個this(10)來指定的;數據結構
(PS:標黑色的部分,估計學過Java的人都會說,人云亦云,可是你要是在面試中,說出了後面標紅的部分,雖然意思同樣,可是,你這樣一講,絕對瞬間提高了一個檔次,立馬就可以脫穎而出。後面的解析同理:黑色是衆人皆知的常識,紅色字體纔是精髓)架構
ArrayList源碼片斷:框架
/** * Default initial capacity.默認初始容量 */ private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;=
Vector源碼片斷:函數
/** * Constructs an empty vector so that its internal data array * has size {@code 10} and its standard capacity increment is * zero.空參構造,其內部數據數組的大小爲10,而且它的標準容量增量爲零 */ public Vector() { this(10); }
第二句話:Vector大部分方法的底層實現,都加了 synchronized關鍵字,因此Vector是線程同步的,而 ArrayList不是;
Vector源碼片斷:
/** * Returns the number of components in this vector. */ public synchronized int size() { return elementCount; } /** * Tests if this vector has no components. */ public synchronized boolean isEmpty() { return elementCount == 0; }
第三句話:在查看API時,發現Vector有4個構造方法,比 ArrayList多了一個。而多的這個構造方法,是跟擴容有關的。ArrayList默認的擴容,在JDK1.6時,是按照新容量 =(原容量*3)/2+1來計算的,大約50%左右;而在JDK1.7之後,是按照新容量 = 原容量 +(原容量 >> 1)來計算的,大約也在50%左右,因此都不是不少資料上說的就是50%,同時因爲位運算的速度比快,因此ArrayList在JDK1.7以後效率更高,也能夠看出來,;而在Vector中,默認狀況下,是100%增加的,可是咱們能夠經過比ArrayList多的那個構造方法,來指定它增容的大小。
ArrayList源碼片斷:
/** * jdk1.6中:int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1; */ public void ensureCapacity(int minCapacity) { modCount++; int oldCapacity = elementData.length; if (minCapacity >oldCapacity) { Object oldData[] = elementData; int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1; if (newCapacity <minCapacity) newCapacity = minCapacity; // minCapacity is usually close to size, so this is a win: elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); } }
/** * jdk1.7以後:int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); */ 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); }
Vector源碼片斷:
/** * Vector中int newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ? */ private void grow(int minCapacity) { // overflow-conscious code int oldCapacity =elementData.length; int newCapacity =oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ? capacityIncrement :oldCapacity); if (newCapacity -minCapacity < 0) newCapacity = minCapacity; if (newCapacity -MAX_ARRAY_SIZE > 0) newCapacity = hugeCapacity(minCapacity); elementData = Arrays.copyOf(elementData,newCapacity); }
2.ArrayList與LinkedList
第一句話:ArrayList是實現了基於動態數組的數據結構,LinkedList基於鏈表的數據結構,它繼承於AbstractSequentialList的雙向鏈表,因爲AbstractSequentialList 實現了get(i)、set()、add() 和 remove()這些骨幹性函數,這也下降了List接口的複雜程度。
LinkedList源碼片斷:
public class LinkedList<E> extends AbstractSequentialList<E> implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable
第二句話:ArrayList與LinkedList都是否是同步的。若是多個線程同時訪問一個連接列表,而其中至少一個線程從結構上修改了該列表,則它必須保持外部同步。同步的方法就是使用Collections.synchronizedList(Collection<T> c)來「包裝」該列表。
static <T> Collection<T> synchronizedCollection(Collection<T> c) 返回指定 collection 支持的同步(線程安全的)
第三句話:對於隨機訪問get和set,ArrayList絕對優於LinkedList,由於從源碼能夠看出,ArrayList想要get(int index)元素時,直接返回index位置上的元素;而LinkedList須要經過for循環進行查找,雖然LinkedList已經在查找方法上作了優化,好比index < size / 2,則從左邊開始查找,反之從右邊開始查找,可是仍是比ArrayList(隨機查找)要慢。
ArrayList源碼片斷:
public E get(int index) { rangeCheck(index); checkForComodification(); return ArrayList.this.elementData(offset +index); //直接返回索引 }
LinkedList源碼片斷:
public E get(int index) { checkElementIndex(index); return node(index).item; //get()方法會調用node()方法, } //node()方法須要循環遍歷查找索引; Node<E> node(int index) { // assert isElementIndex(index); if (index < (size >> 1)) { //加速機制 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; } }
第四句話:從源碼來看,ArrayList想要在指定位置插入或刪除元素時,主要耗時的是System.arraycopy動做,會移動index後面全部的元素;LinkedList主耗時的是要先經過for循環找到index,而後直接插入或刪除。這就致使了二者並不是必定誰快誰慢!
具體狀況,可參看以下測試數據(數據來源於網絡):
#在index=1000出插入結果: array time:4 linked time:240 array insert time:20 linked insert time:18 #在index=5000處插入結果: array time:4 linked time:229 array insert time:13 linked insert time:90 #在index=9000處插入結果: array time:4 linked time:237 array insert time:7 linked insert time:92
因此,不是不少資料中說得那樣簡單:覺得ArrayList查詢快,增刪慢,由於它是集合實現的,要改角標;而LinkedList是鏈表實現的,因此查詢慢,增刪快!!
結論:當插入的數據量很小時,二者區別不太大;當插入的數據量大時,大約在容量的1/10以前,LinkedList會優於ArrayList;在其後就徹底劣於ArrayList,且越靠近後面越差。因此我的以爲,通常首選用ArrayList,由於LinkedList還能夠實現棧、隊列以及雙端隊列等數據結構。