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java集合系列——List集合总结(六)_java list实验报告总结

java list实验报告总结

一.总结概述

  1. List继承了Collection,是有序的列表。
  2. 实现类有ArrayList、LinkedList、Vector、Stack等
    • ArrayList是基于数组实现的,是一个数组队列。可以动态的增加容量!
    • LinkedList是基于链表实现的,是一个双向循环列表。可以被当做堆栈使用!
    • Vector是基于数组实现的,是一个矢量队列,是线程安全的!
    • Stack是基于数组实现的,是栈,它继承与Vector,特性是FILO(先进后出)!

二.使用场景

在实际的应用中如果使用到队列,栈,链表,首先可以想到使用List。不同的场景下面使用不同的工具,效率才能更高!
1. 当集合中对插入元素数据的速度要求不高,但是要求快速访问元素数据,则使用ArrayList!
2. 当集合中对访问元素数据速度不做要求不高,但是对插入和删除元素数据速度要求高的情况,则使用LinkedList!
3.当集合中有多线程对集合元素进行操作时候,则使用Vector!但是现在BVector现在一般不再使用,如需在多线程下使用,可以用CopyOnWriteArrayList,在java.util.concurrent包下。
4.当集合中有需求是希望后保存的数据先读取出来,则使用Stack!

三.性能测试

/*
 * @author 阿飞
 * 性能测试,通过插入、随机读取和删除对ArrayList、LinkedList、Vector和Stack进行测试!
 * 结论:看LinkedList
 *  插入10万个元素,LinkedList所花时间最短:17 ms。
 *  删除10万个元素,LinkedList所花时间最短: 9 ms。
 *  遍历10万个元素,LinkedList所花时间最长:10255 ms;而ArrayList、Stack和Vector则相差不多,都只用了几秒。
 *  (1) 对于需要快速插入,删除元素,应该使用LinkedList。
 *  (2) 对于需要快速随机访问元素,应该使用ArrayList。
 * 
 */
public class ListTest {

    private static final int COUNT = 100000; //十万

    private static ArrayList<Object> arrayList = new ArrayList<Object>();
    private static LinkedList<Object> linkedList = new LinkedList<Object>();
    private static Vector<Object> vector = new Vector<Object>();
    private static Stack<Object> stack = new Stack<Object>();

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("....开始测试插入元素..........");

        // 插入元素测试
        insertData(arrayList,"ArrayList") ;
        insertData(linkedList,"LinkedList") ;
        insertData(vector,"Vector") ;
        insertData(stack,"Stack") ;

        System.out.println("....开始测试读取元素..........");

        // 随机读取元素测试
        readAccessData(arrayList,"ArrayList") ;
        readAccessData(linkedList,"LinkedList") ;
        readAccessData(vector,"Vector") ;
        readAccessData(stack,"Stack") ;

        System.out.println("....开始测试删除元素..........");

        // 随机读取元素测试
        deleteData(arrayList,"ArrayList") ;
        deleteData(linkedList,"LinkedList") ;
        deleteData(vector,"Vector") ;
        deleteData(stack,"Stack") ;



    }


    /**
     * 指定的List 的子类中插入元素,并统计插入的时间
     * @param list List 的子类
     * @param name 子类的名称
     */
    private static void insertData(List<Object> list,String name) {
        long startTime = System.currentTimeMillis();

        // 向list的位置0插入COUNT个数
        for (int i=0; i<COUNT; i++){
            list.add(0, i);
        }

        long endTime = System.currentTimeMillis();
        long interval = endTime - startTime;
        System.out.println(name + " : 插入 "+COUNT+"元素, 使用的时间是 " + interval+" ms");
    }

    /**
     * 指定的List 的子类中删除元素,并统计删除的时间
     * @param list List 的子类
     * @param name 子类的名称
     */
    private static void deleteData(List<Object> list,String name) {
        long startTime = System.currentTimeMillis();

        // 删除list第一个位置元素
        for (int i=0; i<COUNT; i++)
            list.remove(0);

        long endTime = System.currentTimeMillis();
        long interval = endTime - startTime;
        System.out.println(name + " : 删除 "+COUNT+"元素, 使用的时间是 " + interval+" ms");
    }

    /**
     * 指定的List 的子类中读取元素,并统计读取的时间
     * @param list List 的子类
     * @param name 子类的名称
     */
    private static void readAccessData(List<Object> list,String name) {
        long startTime = System.currentTimeMillis();

        // 读取list元素
        for (int i = 0; i < COUNT; i++)
            list.get(i);

        long endTime = System.currentTimeMillis();
        long interval = endTime - startTime;
        System.out.println(name + " : 随机读取 "+COUNT+"元素, 使用的时间是 " + interval+" ms");
    }
}
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运行结果:

....开始测试插入元素..........
ArrayList : 插入 100000元素, 使用的时间是 970 ms
LinkedList : 插入 100000元素, 使用的时间是 17 ms
Vector : 插入 100000元素, 使用的时间是 968 ms
Stack : 插入 100000元素, 使用的时间是 888 ms
....开始测试读取元素..........
ArrayList : 随机读取 100000元素, 使用的时间是 6 ms
LinkedList : 随机读取 100000元素, 使用的时间是 10255 ms
Vector : 随机读取 100000元素, 使用的时间是 8 ms
Stack : 随机读取 100000元素, 使用的时间是 4 ms
....开始测试删除元素..........
ArrayList : 删除 100000元素, 使用的时间是 1460 ms
LinkedList : 删除 100000元素, 使用的时间是 9 ms
Vector : 删除 100000元素, 使用的时间是 1472 ms
Stack : 删除 100000元素, 使用的时间是 894 ms
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这里写图片描述

4.分析ArrayList和LinkedList运行结果

从运行的结果可以看出,ArrayList和LinkedLis适用各自的场景中!
为什么ArrayList读取速度快于LinkedList,而插入和删除速度又慢于LinkedList?
前面章节分析了这两个类的源码!

(1)ArrayList随机读取的时候采用的是get(index),根据指定位置读取元素,而LinkedList则采用size/2 ,二分法去加速一次读取元素!
源代码如下:
ArrayList:

 public E get(int index) {
        rangeCheck(index);

        return elementData(index);
 }
 E elementData(int index) {
        return (E) elementData[index];//直接通过数组的下标来读取元素
    }
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LinkedList:

Node<E> node(int index) {
        // assert isElementIndex(index);

        if (index < (size >> 1)) {
            Node<E> x = first;
            for (int i = 0; i < index; i++)
                x = x.next;
            return x;
        } else {
            Node<E> x = last;
            for (int i = size - 1; i > index; i--)
                x = x.prev;
            return x;
        }
    }
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(2)ArrayList插入时候要判断容量,删除时候要将数组移位,有一个复制操作!而LinkedList直接插入,不用判断容量,删除的时候也是直接删除跳转指针节点,没有复制的操作!
源代码如下:
ArrayList:

public boolean add(E e) {
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // 判断是否要增容
        elementData[size++] = e;
        return true;
    }
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LinkedList:

public boolean add(E e) {
        linkLast(e);
        return true;
    }

  void linkLast(E e) {
        final Node<E> l = last;
        final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
        last = newNode;
        if (l == null)
            first = newNode;
        else
            l.next = newNode;
        size++;
        modCount++;
    }
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java集合系列——java集合概述(一)
java集合系列——List集合之ArrayList介绍(二)
java集合系列——List集合之LinkedList介绍(三)
java集合系列——List集合之Vector介绍(四)
java集合系列——List集合之Stack介绍(五)
java集合系列——List集合总结(六)
java集合系列——Map介绍(七)
java集合系列——Map之HashMap介绍(八)
java集合系列——Map之TreeMap介绍(九)
java集合系列——Set之HashSet和TreeSet介绍(十)



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