Java ArrayList、Vector和LinkedList等的差異與用法（轉）

Java ArrayList、Vector和LinkedList等的差異與用法（轉）

ArrayList 和Vector是採起數組體式格式存儲數據，此數組元素數大於實際存儲的數據以便增加和插入元素，都允許直接序號索引元素，然則插入數據要設計到數組元素移動等內存操縱，因此索引數據快插入數據慢，Vector由於應用了synchronized辦法（線程安然）因此機能上比ArrayList要差，LinkedList應用雙向鏈表實現存儲，按序號索引數據需要進行向前或向後遍歷，然則插入數據時只需要記錄本項的先後項便可，因此插入數度較快！

線性表，鏈表，哈希表是經常使用的數據佈局，在進行Java開闢時，JDK已經爲咱們供給了一系列響應的類來實現根蒂根基的數據佈局。這些類均在java.util包中。本文試圖經由過程簡單的描述，向讀者論說各個類的感化以及如何正確應用這些類。 

Collection
├List
│├LinkedList
│├ArrayList
│└Vector
│　└Stack
└Set
Map
├Hashtable
├HashMap
└WeakHashMap

Collection接口
　　Collection是最根蒂根基的湊集接口，一個Collection表明一組Object，即Collection的元素（Elements）。一些Collection允許雷同的元素而另外一些不可。一些能排序而另外一些不可。Java SDK不供給直接持續自Collection的類，Java SDK供給的類都是持續自Collection的「子接口」如List和Set。
　　全部實現Collection接口的類都必須供給兩個標準的機關函數：無參數的機關函數用於建立一個空的Collection，有一個Collection參數的機關函數用於建立一個新的Collection，這個新的Collection與傳入的Collection有雷同的元素。後一個機關函數允許用戶複製一個Collection。
　　如何遍歷Collection中的每個元素？非論Collection的實際類型如何，它都支撐一個iterator（）的辦法，該辦法返回一個迭代子，應用該迭代子便可一一接見Collection中每個元素。典範的用法以下：
　　　　Iterator it = collection.iterator（）; // 得到一個迭代子
　　　　while（it.hasNext（）） {
　　　　　　Object obj = it.next（）; // 得到下一個元素
　　　　}
　　由Collection接口派生的兩個接口是List和Set。

List接口
　　List是有序的Collection，應用此接口能夠或許正確的把握每一個元素插入的地位。用戶能夠或許應用索引（元素在List中的地位，相似於數組下標）來接見List中的元素，這相似於Java的數組。
和下面要提到的Set不合，List允許有雷同的元素。
　　除了具備Collection接口必備的iterator（）辦法外，List還供給一個listIterator（）辦法，返回一個ListIterator接口，和標準的Iterator接口比擬，ListIterator多了一些add（）之類的辦法，允許添加，刪除，設定元素，還能向前或向後遍歷。
　　實現List接口的經常使用類有LinkedList，ArrayList，Vector和Stack。

LinkedList類
　　LinkedList實現了List接口，允許null元素。此外LinkedList供給額外的get，remove，辦法在LinkedList的首部或尾部。這些操縱使LinkedList可被用做客棧（stack），隊列（queue）或雙向隊列（deque）。
　　重視LinkedList沒有同步辦法。如果多個線程同時接見一個List，則必須自己實現接見同步。一種解決辦法是在建立List機會關一個同步的List：
　　　　List list = Collections.synchronizedList（new LinkedList（...））;

ArrayList類
　　ArrayList實現了可變大小的數組。它允許全部元素，包含null。ArrayList沒有同步。
size，isEmpty，get，set辦法運行時候爲常數。然則add辦法開銷爲分攤的常數，添加n個元素需要O（n）的時候。其餘的辦法運行時候爲線性。
　　每一個ArrayList實例都有一個容量（Capacity），即用於存儲元素的數組的大小。這個容量可跟着絡續添加新元素而主動增加，然則增加算法並無定義。當需要插入多量元素時，在插入前能夠調用ensureCapacity辦法來增加ArrayList的容量以進步插入效力。
　　和LinkedList同樣，ArrayList也長短同步的（unsynchronized）。

Vector類
　　Vector非常相似ArrayList，然則Vector是同步的。由Vector建立的Iterator，當然和ArrayList建立的Iterator是同一接口，然則，由於Vector是同步的，當一個Iterator被建立而且正在被應用，另外一個線程改變了Vector的情況（例如，添加或刪除了一些元素），這時調用Iterator的辦法時將拋出ConcurrentModificationException，是以必須捕獲該異常。

Stack 類
　　Stack持續自Vector，實現一個掉隊先出的客棧。Stack供給5個額外的辦法使得Vector得以被算做客棧應用。根蒂根基的push和pop辦法，還有peek辦法得到棧頂的元素，empty辦法測試客棧是否爲空，search辦法檢測一個元素在客棧中的地位。Stack剛建立後是空棧。

Set接口
　　Set是一種不包含反覆的元素的Collection，即隨便率性的兩個元素e1和e2都有e1.equals（e2）=false，Set最多有一個null元素。
　　很明顯，Set的機關函數有一個束縛前提，傳入的Collection參數不克不及包含反覆的元素。
　　請重視：必須警戒操縱可變對象（Mutable Object）。如果一個Set中的可變元素改變了自身情況致使Object.equals（Object）=true將致使一些題目。

Map接口
　　請重視，Map沒有持續Collection接口，Map供給key到value的映射。一個Map中不克不及包含雷同的key，每一個key只能映射一個value。Map接口供給3種湊集的視圖，Map的內容能夠被算做一組key湊集，一組value湊集，或者一組key-value映射。

Hashtable類
　　Hashtable持續Map接口，實現一個key-value映射的哈希表。任何非空（non-null）的對象均可做爲key或者value。
　　添加數據應用put（key， value），取出數據應用get（key），這兩個根蒂根基操縱的時候開銷爲常數。
Hashtable經由過程initial capacity和load factor兩個參數調劑機能。凡是缺省的load factor 0.75較好地實現了時候和空間的均衡。增大load factor能夠節儉空間但響應的查找時候將增大，這會影響像get和put如許的操縱。
應用Hashtable的簡單示例以下，將1，2，3放到Hashtable中，他們的key分別是」one」，」two」，」three」：
　　　　Hashtable numbers = new Hashtable（）;
　　　　numbers.put（「one」， new Integer（1））;
　　　　numbers.put（「two」， new Integer（2））;
　　　　numbers.put（「three」， new Integer（3））;
　　要取出一個數，好比2，用響應的key：
　　　　Integer n = （Integer）numbers.get（「two」）;
　　　　System.out.println（「two = 」 + n）;
　　由於做爲key的對象將經由過程策畫其散列函數來判定與之對應的value的地位，是以任何做爲key的對象都必須實現hashCode和equals辦法。hashCode和equals辦法持續自根類Object，如果你用自定義的類算做key的話，要至關警戒，遵照散列函數的定義，如果兩個對象雷同，即obj1.equals（obj2）=true，則它們的hashCode必須雷同，但如果兩個對象不合，則它們的hashCode沒必要然不合，如果兩個不合對象的hashCode雷同，這種現象稱爲衝突，衝突會致使操縱哈希表的時候開銷增大，因此儘可能定義好的hashCode（）辦法，能加快哈希表的操縱。
　　如果雷同的對象有不合的hashCode，對哈希表的操縱會呈現意想不到的成果（等待的get辦法返回null），要避免這種題目，只需要緊記一條：要同時複寫equals辦法和hashCode辦法，而不要只寫此中一個。
　　Hashtable是同步的。

HashMap類
　　HashMap和Hashtable相似，不合之處在於HashMap長短同步的，而且允許null，即null value和null key。，然則將HashMap視爲Collection時（values（）辦法可返回Collection），其迭代子操縱時候開銷和HashMap的容量成比例。是以，如果迭代操縱的機能至關首要的話，不要將HashMap的初始化容量設得太高，或者load factor太低。

WeakHashMap類
　　WeakHashMap是一種改進的HashMap，它對key實驗「弱引用」，如果一個key再也不被外部所引用，那麼該key能夠被GC收受接管。

總結
　　如果涉及到客棧，隊列等操縱，應當推敲用List，對於需要快速插入，刪除元素，應當應用LinkedList，如果需要快速隨機接見元素，應當應用ArrayList。
　　如果法度在單線程景象中，或者接見僅僅在一個線程中進行，推敲非同步的類，其效力較高，如果多個線程可能同時操縱一個類，應當應用同步的類。
　　要希罕重視對哈希表的操縱，做爲key的對象要正確複寫equals和hashCode辦法。
　　儘可能返回接口而非實際的類型，如返回List而非ArrayList，如許如果從此需要將ArrayList換成LinkedList時，客戶端代碼不消改變。這就是針對抽象編程。

同步性
Vector是同步的。這個類中的一些辦法包管了Vector中的對象是線程安然的。而ArrayList則是異步的，是以ArrayList中的對象並非線程安然的。由於同步的請求會影響履行的效力，因此如果你不需要線程安然的湊集那麼應用ArrayList是一個很好的選擇，如許能夠避免由於同步帶來的不需要的機能開銷。
數據增加
從內部實現機制來說ArrayList和Vector都是應用數組（Array）來把握湊集中的對象。當你向這兩種類型中增加元素的時辰，如果元素的數量超出了內部數組今朝的長度它們都需要擴大內部數組的長度，Vector缺省景象下主動增加原本一倍的數組長度，ArrayList是原本的50％，因此最後你得到的這個湊集所佔的空間總是比你實際需要的要大。因此如果你要在湊集中保存多量的數據那麼應用Vector有一些上風，由於你能夠經由過程設置湊集的初始化大小來避免不需要的資料開銷。
應用模式
在ArrayList和Vector中，從一個指定的地位（經由過程索引）查找數據或是在湊集的末尾增加、移除一個元素所花費的時候是同樣的，這個時候咱們用O（1）默示。然則，如果在湊集的其餘地位增加或移除元素那麼花費的時候會呈線形增加：O（n-i），此中n表明湊集中元素的個數，i表明元素增加或移除元素的索引地位。爲何會如許呢？認爲在進行上述操縱的時辰湊集中第i和第i個元素以後的全部元素都要履行位移的操縱。這一切意味着什麼呢？
這意味着，你只是查找特定地位的元素或只在湊集的末尾增加、移除元素，那麼應用Vector或ArrayList均可以。如果是其餘操縱，你最好選擇其餘的湊集操縱類。好比，LinkList湊集類在增加或移除湊集中任何地位的元素所花費的時候都是同樣的？O（1），但它在索引一個元素的應用缺鬥勁慢－O（i），此中i是索引的地位.應用ArrayList也很輕易，由於你能夠簡單的應用索引來庖代建立iterator對象的操縱。LinkList也會爲每一個插入的元素建立對象，全部你要熟悉打聽它也會帶來額外的開銷。
最後，在《Practical Java》一書中Peter Haggar建議應用一個簡單的數組（Array）來庖代Vector或ArrayList。尤爲是對於履行效力請求高的法度更應如此。由於應用數組（Array）避免了同步、額外的辦法調用和不需要的從頭分派空間的操縱。

文章摘自：

http://edu.21cn.com/linux/g_188_650560-1.htm

http://blog.csdn.net/sunboy_2050/article/details/7667364