突破程序員基本功的16課-3（Map，List）

Map和List

Map的key是一個Set，可是Map的value不是一個List，不過能夠將其看作一個List。

Map的values()方法返回的是map的全部value，可是它不是一個List，而是一個內部類Values

HashMap中的特性

查看values源代碼：

public Collection<V> values() {
        Collection<V> vs = values;
        return (vs != null ? vs : (values = new Values()));
    }

能夠看出，values方法返回的是一個集合：newValues()~！

該內部類以下：

private final class Values extends AbstractCollection<V> {
        public Iterator<V> iterator() {
//返回newValueIterator方法的返回值
            return newValueIterator();
        }
        public int size() {
//返回外部類實例的size實例變量的返回值
            return size;
        }
        public boolean contains(Object o) {
//返回外部類實例的containsValue(o)的返回值
            return containsValue(o);
        }
        public void clear() {
//調用外部類實例的clear方法
            HashMap.this.clear();
        }
}

這個Values類繼承AbstractCollection，可是它卻不算一個集合類，由於它沒有add方法，即不能夠添加元素，不能存儲任何java對象。它的做用是遍歷Map中全部的value

遍歷方法iterator()：主要是依賴ValueIterator類：

查看newValueIterator類：

查看nextEntry方法：

在TreeMap中方法是相似的，可是因爲它是經過紅黑樹實現的，因此它遍歷的時候仍是利用的二叉樹的特色：查找子節點。。。。再也不敘述

綜上：

Map的values方法返回的是map的全部value，該value是一個不能存儲元素的Collection的實現類，因此程序遍歷該集合便是遍歷map的全部value

Map和List的實現沒有太大的類似之處，就是用法挺像

 

ArrayList和LinkedList

List主要有三個實現類：ArrayList，Vector，LinkedList

Vector

Vector有一個實現類：Stack，它只比Vector多了5個方法，本質上仍是一個Vector，它們是線程安全的，不過已經再也不推薦使用了，從1.6版本開始，已經被Deque取代，它也有一個實現類ArrayDeque，它既有隊列的性質又有棧的性質

Vector基本已被ArrayList取代，它相比ArrayList，優點是線程安全的，不過，使用ArrayList時，也可使用Collection的靜態方法來將其包裝成線程安全的，故Vector再也不敘述

在ArrayList中有一行

private transient Object[] elementData;

它是用來保存集合的元素的數組，經過transient修飾，保證了序列化時不會直接序列化該數組，而是經過ArrayList提供的writeObject和readObject方法來實現定製序列化。

ArrayList和LinkedList性能差別

ArrayList底層採用數組存儲，在數據插入的時候，須要作兩件事：

1：保證ArrayList底冊封裝的數組長度大於集合元素的個數

2：將插入位置以後的全部元素總體向後移動一格

查看源代碼：

public E remove(int index) {
		//若是index大於等於size，拋出異常
		RangeCheck(index);
		modCount++;
		//保證index處的元素
		E oldValue = (E) elementData[index];
		//計算總體搬家的元素個數
		int numMoved = size - index - 1;
		if (numMoved > 0)
			System.arraycopy(elementData, index + 1, elementData, index,
					numMoved);
		//釋放被刪除的元素，讓GC回收
		elementData[--size] = null; // Let gc do its work

		return oldValue;
	}

能夠看出，當向ArrayList添加刪除元素的時候，都須要對數組進行總體搬家，性能較差，可是查找的時候：

直接經過數組取值，性能和數組幾乎同樣好

添加時：

public void add(int index, E element) {
	if (index > size || index < 0)
	    throw new IndexOutOfBoundsException(
		"Index: "+index+", Size: "+size);
//保證ArrayList的底層數組老是能夠保存全部元素
	ensureCapacity(size+1);  // Increments modCount!!
/*將elementData數組中index後面的全部元素向後移動一格,這樣就能夠將index處的位置空出來*/
	System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
			 size - index);
//將新元素放置在index處
	elementData[index] = element;
	size++;
    }

這裏調用了ensureCapacity，源碼以下：

能夠看到ArrayList在超過當前容量時，固定的將新容量擴充至原來的1.5倍

LinkedList本質上是一個雙向鏈表，所以它也是使用內部類Entry來保存數據元素：

private static class Entry<E> {
	//集合的元素
	E element;
//指向下一鏈表節點的引用
	Entry<E> next; 
//指向上一鏈表節點的引用
	Entry<E> previous;
//構造器
	Entry(E element, Entry<E> next, Entry<E> previous) {
	    this.element = element;
	    this.next = next;
	    this.previous = previous;
	}
}

能夠看出Entry表明雙向鏈表的一個節點，element是元素自己的值，另外就是鏈表節點的上/下節點的引用，插入數據時形如：

源碼：

主要用到兩個方法：

entry(index)和addBefore();

emrty(index)是get(int index)的底層實現，因爲底層是鏈表，因此LinkedList必須一個元素一個元素的遍歷，直到找到第index個元素

由此能夠看出每次查找元素都須要遍歷鏈表自己，性能較差，不能像ArrayList同樣直接拿到index處的元素

同時看看get(int index)的源碼，就是對entry方法的簡單封裝

public E get(int index){
    return entry(index).element;
}

再看看單純的插入源碼：

若是隻是單純的插入，LinkedList的性能會很到，可是若是在指定位置插入的話，性能也會受影響，由於它涉及到了查找元素，增長了搜索過程。

刪除也是同理：

先查找，再刪除

具體實現：

private E remove(Entry<E> e) {
	if (e == header)
	    throw new NoSuchElementException();
//先保存要刪除的元素
        E result = e.element;
	e.previous.next = e.next;
	e.next.previous = e.previous;
//將被刪除的兩個元素的引用都置爲空，gc回收
        e.next = e.previous = null;
        e.element = null;
	size--;
	modCount++;
        return result;
    }

能夠看出首先將被刪除元素保存起來，再將被刪除元素的next賦給它上一節點的next，將其previous賦給它next節點的previous，即將它本身自己從鏈表中剔除了，再把它自己置爲null，最後返回以前保存的被刪除元素

整體來看，ArrayList的性能優於LinkedList，除非常常添加元素時，否則優先考慮ArrayList

迭代器

Iterator是一個迭代器接口，用於統一的迭代各類Collention集合，至於各集合返回的Iterator實現類，程序不關心，迭代的方式由各集合的實現類本身實現。

使用Iterator迭代是不要刪除集合中的元素，否則會發生ConcurrentModeficationException