从源码角度认知ArrayList，LinkedList和HashMap

叁歲伎倆 2022-01-18 22:55 245阅读 0赞

本文会从源码（JDK 1.8）的角度来分析以下几个Java中常用的数据结构，主要会分析原理与实现，以及每个数据结构所支持的常用操作的复杂度。

*  ArrayList
 *  LinkedList
 *  HashMap

### 1.存储结构对比： ###

ArrayList是通过一串Object数组来存储数据。所有操作都是通过数组索引来进行。
    
    LinkedList是通过双向链表结构来存储数据，对数据的操作都是通过索引进行。
    
    HashMap<K, V>是基于哈希表这个数据结构的Map接口具体实现，允许null键和null值（最多只允许一个key为null，但允许多个value为null）。这个类与HashTable近似等价，区别在于HashMap不是线程安全的并且允许null键和null值。由于基于哈希表实现，所以HashMap内部的元素是无序的,类似于我们使用的“字典”。HashMap是采用数组+链表实现的，非线程安全。
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### 2.方法对比 ###

ArrayList：

/** * Appends the specified element to the end of this list. 
     * * @param e element to be appended to this list 
     * @return <tt>true</tt> (as specified by {@link Collection#add}) 
    */
    public boolean add(E e) {    
      ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!    
      elementData[size++] = e;    
      return true;
    }
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LinkedList：

public void add(int index, E element) {    
      checkPositionIndex(index);    
      if (index == size)        
        linkLast(element);    
      else        
        linkBefore(element, node(index));
    }
    
    /** * Inserts element e before non-null Node succ. */
    void linkBefore(E e, Node<E> succ) {    
      // assert succ != null;    
      final Node<E> pred = succ.prev;    
      final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);    
      succ.prev = newNode;    
      if (pred == null)        
        first = newNode;    
      else        
        pred.next = newNode;    
      size++;    
      modCount++;
    }
    根据源码可以看出，ArrayList的增删操作调用了System.arrayCopy，是将数组平移得到，这样处理内存消耗和速度都很大，而LinkedList是通过链表指针进行的增删操作，因此LinkedList的效率更高。
    
    而对于查询方法，，ArrayList是通过下标直接获取返回，而LinkedList需要移动指针来查询，对于数据量大情况来说，ArrayList比较适合查询。
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### HashMap的原理： ###

HashMap是基于拉链法处理碰撞的散列表的实现，一个存储整型元素的HashMap的内部存储结构如下图所示：

我们可以看到，HashMap是采用数组+链表实现的，在JDK 1.8中，对HashMap做了进一步优化，引入了红黑树。当链表的长度大于8时，就会使用红黑树来代替链表。

转载于:https://juejin.im/post/5cc02889e51d456e4c4c0052