Java Connection集合分析之List

Java Connection集合家庭分析

Java集合大致可以分爲Set、List、Queue和Map四種體系，其中Set代表無序、不可重複的集合；List代表有序、重複的集合；而Map則代表具有映射關係的集合，Java 5 又增加了Queue體系集合，代表一種隊列集合實現。

Java集合類之間的繼承關係

Java的集合類主要由兩個接口派生而出：Collection和Map,Collection和Map是Java集合框架的根接口。

Collection家族：

List集合

List集合是有序、可重複的集合

本篇文章將集中介紹List集合的兩個重要子類ArrayList(並且同時對比Vector)和LinkedList。

1.List集合中，判斷元素是否相等需要集合元素類重寫equals()方法。

2.List集合中，我們可以使用ListIterator來提供更加厲害的表裏操作，ListIterator相比Iterator，可以對集合元素在遍歷期間進行修改、插入、刪除操作，並且還可以向前遍歷。這些在Iterator中是無法做到的，其原因是因爲List的底層採用數組結構實現，用數組意味着就有標記來記錄各個元素的位置，因此針對List集合可以通過ListIterator在遍歷期間進行集合元素的修改操作。

3.ArrayList與Vector的相同點在於底層都爲數組實現，並且的默認初始長度爲10。不同地方在於，進行擴容時，ArrayList每次擴容增加當前容量的50%，Vector則增加一倍。ArrayList爲線程不安全，Vector爲線程安全。ArrayList遍歷方式有Iterator、ListIterator、for循環、增強for循環，Vector遍歷方式有Iterator、ListIterator、for循環、增強for循環、枚舉Enumeration。

我們分別看下Vector與ArrayList的初始化構造函數：

再看下Vector與ArrayList的add方法，觀察其擴容策略：

Vector

Vector進行擴容操作的邏輯爲

如果此向量的當前容量小於minCapacity，則通過將其內部數組替換爲一個較大的數組倆增加其容量。

新數據數組的大小姜維原來的大小 + capacityIncrement，

除非 capacityIncrement 的值小於等於零，在後一種情況下，新的容量將爲原來容量的兩倍，不過，如果此大小仍然小於 minCapacity，則新容量將爲 minCapacity。

capacityIncrement爲容量增量，就是每次Vector進行擴容的長度，在Vector進行初始化的時候可以指定capacityIncrement，否則默認爲0。也就是擴容一倍。

ArrayList

ArrayList的擴容邏輯除了標紅處之外，其餘和Vector相同。

4.如果開始就知道ArrayList或Vector集合需要保存多少個元素，則可以在創建它們時就指定initalCapacity初始長度的大小，這樣可以提高性能。

此外，ArrayList還提供了兩個額外的方法來調整其容量大小：

void ensureCapacity(int minCapacity) //如有必要，增加此 ArrayList 實例的容量，以確保它至少能夠容納最小容量參數所指定的元素數。

void trimToSize() //將此 ArrayList 實例的容量調整爲列表的當前大小。

5.Stack是Vector的子類，用於模擬“棧”這種數據結構，“棧”通常是指“後進先出”(LIFO)的容器。最後“push”進棧的元素，將被最先“pop”出棧。Stack與Vector一樣，是線程安全的，性能較差，儘量少用Stack類。如果要實現棧”這種數據結構，可以考慮使用LinkedList。

6.LinkedList類是List接口的實現類——這意味着它是一個List集合，可以根據索引來隨機訪問集合中的元素。除此之外，LinkedList還實現了Deque接口(繼承了Queue接口的雙端隊列)，可以被當作成雙端隊列來使用，因此既可以被當成“棧"來使用，也可以當成隊列來使用。

LinkedList的實現機制與ArrayList完全不同。ArrayList內部是以數組的形式來保存集合中的元素的，因此隨機訪問集合元素時有較好的性能；而LinkedList內部以鏈表的形式來保存集合中的元素，因此隨機訪問集合元素時性能較差，但在插入、刪除元素時性能比較出色。

7.LinkedList調用默認構造函數，創建一個鏈表。由於維護了一個表頭，表尾的Node對象的變量。可以進行後續的添加元素到鏈表中的操作，以及其他刪除，插入等操作。也因此實現了雙向隊列的功能，即可向表頭加入元素，也可以向表尾加入元素。