深刻理解List集合框架底层原理的实现

前言：

此篇文章讲解ArrayList和LinkedList底层实现原理、for和foreach遍历集合哪一个效率会更高一些！

讲讲什么是集合框架？集合框架是为表示和操做集合而规定的一种统一的标准的体系结构。任何集合框架都包含三大块内容：对外的接口、接口的实现和对集合运算的算法。

没学集合框架以前咱们存储多个数据是采用数组实现的，可是咱们要建立数组的话先要初始化数组容量

这个时候咱们可使用到集合框架了 List 集合框架接口：

集合框架结构图

List接口

public interface List<E> extends Collection <E>{} 

List接口中存储元素的特色：

List中存储的元素实现类排序，并且能够重复的存储相关元素。

（1）ArrayList：

优势：操做读取操做效率高，基于数组实现的，能够为null值，能够容许重复元素，有序，异步。

缺点：因为它是由动态数组实现的，不适合频繁的对元素的插入和删除操做，由于每次插入和删除都需  要移动数组中的元素。

（2）LinkedList:

优势：LinkedList由双链表实现，增删因为不须要移动底层数组数据，其底层是链表实现的，只须要修改链表节点指针，对元素的插入和删除效率较高。

缺点： 遍历效率较低。HashMap和双链表也有关系。

 

ArrayList成员变量

 

LinkeList成员变量

 

图截的很差，望包涵，手有点抖

 

聊聊ArrayList和LinkeList的底层数据结构

先谈谈LinkedList底层数据结构

    话很少说先上图

    

                                            -- 具备头节点和尾节点的双链表

         

                                          -- 附上一张别人的画图（如有侵权请及时联系做者删除）

        

做者是个手残党画得扭扭曲曲的

双链表是链表的一种，它的每一个数据结点中都有两个指针，分别指向直接后继和直接前驱。因此，从双向链表中的任意一个结点开始，均可以很方便地访问它的前驱结点和后继结点。通常咱们都构造双向循环链表。因此删除和插入元素只须要修改链表节点指针就能够了，不像ArrayList同样，ArrayList底层使用数组实现的，每一次删除或修改数组都会移动元素。

 

 谈谈ArrayList底层数据结构

 

ArrayList底层由数组实现，在实例化一个ArrayList时没给予构造函数数组个数参数，集合中的数组默认是10的容量，在调用add方法时若是容量已满，会将数组的容量扩大1.5倍的容量 如图1

若是有兴趣的同窗，能够试下实现一个MyArratList，多看看内部实现原理，便更能为所欲为的使用它。

 

给你们扯扯ArrayList和LinkeList的add添加元素的内部实现

   

List接口中有有不少的接口方法，如size()、isEmpty()、clear()等等.....，我就不一 一写这么多了。

ArrayList的添加元素方法

 

1，先从add方法提及，执行add方法里面会先执行 ensureCapacity() 方法，先讲讲它是干吗的吧！主要是确保数组的容量是否能继续添加元素，未声明集合容量的话，默认是 为10的，因此一当可用容量满后将会把数组容量扩大1.5倍。

2，讲讲ensureCapacity()方法，当（元素数量+1）大于 数组长度时，会将容量扩大1.5倍，先建立一个新数组来存放数据，再扩大数组容量，最后拷贝到 elementData 数组中。

 

LinkedList的添加元素方法

1，LinkedList底层使用链表实现，实现添加删除元素操做会比ArrayList效率高不少，LinkedList添加只需改变最后节点的指向便可，不会改变或挪动其余的元素。

 

             -- 往链表中添加元素图

 

使用for循环遍历效率高仍是foreach（加强式循环）？

1，for语法

for (int i = 0; i < integers.length; i++) {

    System.out.println(intergers[i]);

}

 

2,foreach 语法

for(Integer in : integers){

    System.out.println(in);

}

 

1，使用for适合循环ArrayLIst以及数组，当大批量的循环LinkedList时程序将会卡死，for适合循环数组结构，经过下标去遍历。

2，使用foreach适合循环LinkedList，使用双链表结构实现的应当使用foreach循环。