從源碼角度認知ArrayList，LinkedList和HashMap

本文會從源碼（JDK 1.8）的角度來分析如下幾個Java中經常使用的數據結構，主要會分析原理與實現，以及每一個數據結構所支持的經常使用操做的複雜度。

• ArrayList
• LinkedList
• HashMap

1.存儲結構對比：

ArrayList是經過一串Object數組來存儲數據。全部操做都是經過數組索引來進行。

LinkedList是經過雙向鏈表結構來存儲數據，對數據的操做都是經過索引進行。

HashMap<K, V>是基於哈希表這個數據結構的Map接口具體實現，容許null鍵和null值（最多隻容許一個key爲null，但容許多個value爲null）。這個類與HashTable近似等價，區別在於HashMap不是線程安全的而且容許null鍵和null值。因爲基於哈希表實現，因此HashMap內部的元素是無序的,相似於咱們使用的「字典」。HashMap是採用數組+鏈表實現的，非線程安全。
複製代碼

2.方法對比

ArrayList：

/** * Appends the specified element to the end of this list. 
 * * @param e element to be appended to this list 
 * @return <tt>true</tt> (as specified by {@link Collection#add}) 
*/
public boolean add(E e) {    
  ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!    
  elementData[size++] = e;    
  return true;
}
複製代碼

LinkedList：

public void add(int index, E element) {    
  checkPositionIndex(index);    
  if (index == size)        
    linkLast(element);    
  else        
    linkBefore(element, node(index));
}

/** * Inserts element e before non-null Node succ. */
void linkBefore(E e, Node<E> succ) {    
  // assert succ != null;    
  final Node<E> pred = succ.prev;    
  final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);    
  succ.prev = newNode;    
  if (pred == null)        
    first = newNode;    
  else        
    pred.next = newNode;    
  size++;    
  modCount++;
}
根據源碼能夠看出，ArrayList的增刪操做調用了System.arrayCopy，是將數組平移獲得，這樣處理內存消耗和速度都很大，而LinkedList是經過鏈表指針進行的增刪操做，所以LinkedList的效率更高。

而對於查詢方法，，ArrayList是經過下標直接獲取返回，而LinkedList須要移動指針來查詢，對於數據量大狀況來講，ArrayList比較適合查詢。
複製代碼

HashMap的原理：

HashMap是基於拉鍊法處理碰撞的散列表的實現，一個存儲整型元素的HashMap的內部存儲結構以下圖所示：

咱們能夠看到，HashMap是採用數組+鏈表實現的，在JDK 1.8中，對HashMap作了進一步優化，引入了紅黑樹。當鏈表的長度大於8時，就會使用紅黑樹來代替鏈表。