我正在启动一个新线程来比较编码相同功能的不同方法。在这篇文章中,我将比较两种创建仅包含一个元素的简单列表的常用方法。具体来说,我将检查最常用的 list 实现构造函数和 collections.singletonlist,这是一个简单的工厂方法,用于创建包含单个元素的不可变列表。
数组列表
每次初始化 arraylist 而不指定其初始容量时,它都会以空数组开始。当您添加第一个元素时,arraylist 使用涉及复制数组的相对复杂的算法来调整大小。我们来看看arraylist的结构:
private static final int default_capacity = 10; private static final object[] defaultcapacity_empty_elementdata = {}; public arraylist() { this.elementdata = defaultcapacity_empty_elementdata; } public boolean add(e e) { modcount++; add(e, elementdata, size); return true; } private void add(e e, object[] elementdata, int s) { if (s == elementdata.length) elementdata = grow(); elementdata[s] = e; size = s + 1; } private object[] grow() { return grow(size + 1); } private object[] grow(int mincapacity) { return elementdata = arrays.copyof(elementdata, newcapacity(mincapacity)); } private int newcapacity(int mincapacity) { // overflow-conscious code int oldcapacity = elementdata.length; int newcapacity = oldcapacity + (oldcapacity >> 1); if (newcapacity - mincapacity <p>这是逐步发生的事情:</p> <ol> <li>创建了一个初始空数组 elementdata。</li> <li>添加第一个元素时,将当前大小(为零)与数组的长度进行比较。</li> <li>由于发现其大小为零,因此数组需要增长以容纳新元素。</li> <li>调用grow方法,计算新的容量。</li> <li>新容量最初增加了旧容量的一半,这让我们有 0 + 0/2 = 0。</li> <li>由于newcapacity不足以容纳该元素,所以继续。</li> <li>由于发现 elementdata 是相同的初始空数组,因此它最终返回所需大小 (1) 和 default_capactiy (10) 之间的最大值,从而得到大小为 10 的数组。</li> </ol><p>当您只需要一个始终包含单个元素的简单列表时,调整大小的过程非常复杂。</p> <p>话虽如此,让我们来谈谈我们的替代方案!</p> <h2> 集合::singletonlist </h2> <h3> 方法签名: </h3> <p>公共静态 <t> list<t> singletonlist(t o)</t></t></p> <h3> 描述 </h3> <p>该方法返回一个仅包含指定对象的不可变列表。 java 1.3中引入的singletonlist有几个优点:</p> <ol> <li> <strong>内联实现:</strong> 您可以在一行中使用所需的元素来初始化它。</li> <li> <p><strong>不变性:</strong> 我们来看看它的实现:<br></p> <pre class="highlight java">private static class singletonlist<e> extends abstractlist<e> implements randomaccess, serializable { private final e element; singletonlist(e obj) { element = obj; } ... }
singletonlist 继承的 abstractlist 定义了所有可变方法,如下所示:
public boolean add(E e) { add(size(), e); return true; } public void add(int index, E element) { throw new UnsupportedOperationException(); } public E remove(int index) { throw new UnsupportedOperationException(); } public E set(int index, E element) { throw new UnsupportedOperationException(); }
这确保了不可能重复列表的大小或其单个元素的内容。
不变性是一个非常有利的特性。虽然我不会在这里深入探讨,感兴趣的开发者可以从这篇文章中了解更多信息。
内存分配: singletonlist 类只包含一个简单的字段来容纳单个元素,与 arraylist 不同,arraylist 使用数组,使用简单的 arraylist 简单构造函数,在添加元素后会留下一个大小为 10 的数组。
cpu 使用率: singletonlist 构造函数接受单个元素作为参数,不需要调整大小、数组复制或操作。这比 arraylist add 方法效率要高得多。
结论
在这篇文章中,我们比较了使用单个元素创建简单列表的两种方法:使用 arraylist 构造函数和 collection.singletonlist 方法。虽然 arraylist 是一种灵活且常用的数据结构,但它会带来一些不必要的开销,特别是在添加元素时的内存分配和 cpu 使用方面。这一开销包括调整数组大小和复制数组,这对于仅包含一个元素的列表来说可能是多余的。但是,如果您需要更改此元素,arraylist 是一个合适的解决方案。
另一方面,collection.singletonlist 为创建单元素列表提供了更有效的替代方案。这种方法不仅更简洁、更易于使用,而且保证了不变性,这在很多场景下都是一个显着的优势。与 arraylist 相比,它具有最小的内存占用,并且几乎不需要 cpu 资源。
总而言之,对于仅包含一个元素的简单、不可变列表,collection.singletonlist 因其高效、简单和不变性而成为更好的选择。但是,如果您需要修改列表中的元素,arraylist可能是更合适的选择。
在下一篇文章中,我将比较单元素列表的另一种替代方法:list.of 工厂方法。稍后见!
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