Java基础随笔1

最近准备跳槽了，可能要从安卓转作javaweb，抓紧时间复习一下java的基础内容。正好在github上发现了crossoverJie的Java-Interview项目，就来逐项学习一下。

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ArrayList/Vector 的底层分析

ArrayList

ArrayList 实现于 List、RandomAccess 接口。能够插入空数据，也支持随机访问。

ArrayList至关于动态数据，其中最重要的两个属性分别是: elementData 数组，以及 size 大小。 在调用 add() 方法的时候：

    public boolean add(E e) { ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!! elementData[size++] = e; return true; }

• 首先进行扩容校验。
• 将插入的值放到尾部，并将 size + 1 。

若是是调用 add(index,e) 在指定位置添加的话：

    public void add(int index, E element) { rangeCheckForAdd(index); ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!! //复制，向后移动 System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, size - index); elementData[index] = element; size++; }

• 也是首先扩容校验。
• 接着对数据进行复制，目的是把 index 位置空出来放本次插入的数据，并将后面的数据向后移动一个位置。

其实扩容最终调用的代码:

    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); }

也是一个数组复制的过程。

因而可知 ArrayList 的主要消耗是数组扩容以及在指定位置添加数据，在平常使用时最好是指定大小，尽可能减小扩容。更要减小在指定位置插入数据的操做。

序列化

因为 ArrayList 是基于动态数组实现的，因此并非全部的空间都被使用。所以使用了 transient 修饰，能够防止被自动序列化。

transient Object[] elementData;

所以 ArrayList 自定义了序列化与反序列化：

    private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s) throws java.io.IOException{ // Write out element count, and any hidden stuff int expectedModCount = modCount; s.defaultWriteObject(); // Write out size as capacity for behavioural compatibility with clone() s.writeInt(size); // Write out all elements in the proper order. //只序列化了被使用的数据 for (int i=0; i<size; i++) { s.writeObject(elementData[i]); } if (modCount != expectedModCount) { throw new ConcurrentModificationException(); } } private void readObject(java.io.ObjectInputStream s) throws java.io.IOException, ClassNotFoundException { elementData = EMPTY_ELEMENTDATA; // Read in size, and any hidden stuff s.defaultReadObject(); // Read in capacity s.readInt(); // ignored if (size > 0) { // be like clone(), allocate array based upon size not capacity ensureCapacityInternal(size); Object[] a = elementData; // Read in all elements in the proper order. for (int i=0; i<size; i++) { a[i] = s.readObject(); } } }

当对象中自定义了 writeObject 和 readObject 方法时，JVM 会调用这两个自定义方法来实现序列化与反序列化。

从实现中能够看出 ArrayList 只序列化了被使用的数据。

以上为复制git的内容。下面解释一下其中我不太熟悉和明白的内容。

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1、ArrayList

首先是ArrayList基础，ArrayList指的就是动态数组，包括三个主要的优势：

　　动态的增长和减小元素 
　　实现了ICollection和IList接口 
　　灵活的设置数组的大小

ArrayList有三个构造器，分别是public ArrayList(); public ArrayList(ICollection); public ArrayList(int); （第一个构造器默认按照16的大小构造，第二个将该集合的元素添加到ArrayList，第三个按照参数构造）。

IsSynchronized属性指示当前的ArrayList实例是否支持线程同步，而ArrayList.Synchronized静态方法则会返回一个ArrayList的线程同步的封装。 （先放这，线程问题后面再详细解释）

TrimSize方法用于将ArrayList固定到实际元素的大小，当动态数组元素肯定不在添加的时候，能够调用这个方法来释放空余的内存。

效率问题：

1.数组扩容是对ArrayList效率影响比较大的一个因素。 每当执行Add、AddRange、Insert、InsertRange等添加元素的方法，都会检查内部数组的容量是否不够了，会以当前容量的两倍来从新构建一个数组，将旧元素Copy到新数组中，而后丢弃旧数组。若是不运行TrimSize方法或者存储元素不足填满，会形成较大的内存浪费。

2.调用IndexOf、Contains等方法是执行的简单的循环来查找元素，会形成效率低下的问题，还不如本身手写算法进行查找。

2、List接口

List接口中能够存听任意的数据。并且在List接口中内容是容许重复的。List接口的功能要比Collection接口强大不少，由于大量扩充了Collection接口的操做。

扩展方法：

一、public void add(int index,E element)普通  在指定的位置增长元素。

二、public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c)  普通 在指定的位置增长一组元素。

三、E get(int index) 普通 返回指定位置的元素。

四、public int indexOf(Object o) 普通 查找指定元素的位置。

五、public int lastIndexOf(Object o) 普通 从后向前查找指定元素的位置。

六、public ListIterator<E> listIterator()普通 为ListIterator接口实例化。

七、public E remove(int index) 普通 按指定的位置删除元素。

八、public List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) 普通 取出集合中的子集合。

九、public E set(int index, E element)普通 替换指定位置的元素。

 

3、RandomAccess接口

RandomAccess 是一个标记接口，用于标明实现该接口的List支持快速随机访问，主要目的是使算法可以在随机和顺序访问的list中表现的更加高效。

 

Vector

Voctor 也是实现于 List 接口，底层数据结构和 ArrayList 相似,也是一个动态数组存放数据。不过是在 add() 方法的时候使用 synchronize 进行同步写数据，可是开销较大，因此 Vector 是一个同步容器并非一个并发容器。

如下是 add() 方法：

    public synchronized boolean add(E e) { modCount++; ensureCapacityHelper(elementCount + 1); elementData[elementCount++] = e; return true; }

以及指定位置插入数据:

    public void add(int index, E element) { insertElementAt(element, index); } public synchronized void insertElementAt(E obj, int index) { modCount++; if (index > elementCount) { throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " > " + elementCount); } ensureCapacityHelper(elementCount + 1); System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, elementCount - index); elementData[index] = obj; elementCount++; }
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除此以外，再详细介绍一个Vector这个神奇的东西。
Vector 是矢量队列，它是JDK1.0版本添加的类。继承于AbstractList，实现了List, RandomAccess, Cloneable这些接口。
Vector 继承了AbstractList，实现了List；因此，它是一个队列，支持相关的添加、删除、修改、遍历等功能。
Vector 实现了RandmoAccess接口，即提供了随机访问功能。RandmoAccess是java中用来被List实现，为List提供快速访问功能的。在Vector中，咱们便可以经过元素的序号快速获取元素对象；这就是快速随机访问。
Vector 实现了Cloneable接口，即实现clone()函数。它能被克隆。

和ArrayList不一样，Vector中的操做是线程安全的。