List - списки
Download as PPT, PDF1 like9,210 views
Документ описывает интерфейс java.util.list и его реализации, такие как ArrayList и LinkedList, выделяя их поведение и особенности хранения данных. ArrayList основан на динамическом массиве и обеспечивает быстрый доступ по индексу, тогда как LinkedList представляет собой двусвязный список, предлагающий более эффективное добавление и удаление элементов. Сравнение показывает, что каждая структура данных имеет свои преимущества, зависящие от контекста использования.
List - списки
- 2. Списки - List Интерфейс java.util.List<E> служит для описания списков. Данный интерфейс определяет поведение коллекций, которые служат для хранения упорядоченного набора объектов. Порядок в котором хранятся элементы определяется порядком их добавления в список.
- 3. List Коллекции, реализующие интерфейс java.util.List<E> могут хранить 1, 2 и более копий одного и того же объекта (ссылки на объект). Может хранить null.
- 5. ArrayList ArrayList - самая часто используемая коллекция. ArrayList инкапсулирует в себе обычный массив, длина которого автоматически увеличивается при добавлении новых элементов. Так как ArrayList использует массив, то время доступа к элементу по индексу минимально.
- 6. Пример ArrayList List list = new ArrayList(); list.add(“Васька”); list.add(3); Object object = list.get(0); List<String> catNames = new ArrayList<>(5); catNames.add(“Васька”); String name = catNames.get(0);
- 7. new ArrayList Только что созданный объект списка (list), содержит свойства elementData и size. Хранилище значений elementData — это массив определённого типа (указанного в generic).
- 8. new ArrayList Если вызывается конструктор без параметров, то по умолчанию будет создан массив из 10-ти элементов типа Object (с приведением к типу, разумеется). Вы можете использовать конструктор ArrayList(capacity) и указать свою начальную ёмкость списка.
- 9. Изменение ArrayList При удалении произвольного элемента из списка, все элементы находящиеся «правее» смещаются на одну ячейку влево, при этом реальный размер массива (его ёмкость, capacity) не изменяется.
- 10. Изменение ArrayList Если при добавлении элемента, оказывается, что массив полностью заполнен, будет создан новый массив размером (n * 3) / 2 + 1, в него будут помещены все элементы из старого массива + новый, добавляемый элемент.
- 11. Метод add(E element) Внутри метода add(value) происходят следующие вещи: 1.Проверяется, достаточно ли места в массиве для вставки нового элемента ensureCapacity(size + 1);; 2.добавляется элемент в конец (согласно значению size) массива.
- 12. ensureCapacity(minCapacity) Если места в массиве не достаточно, новая емкость рассчитывается по формуле (oldCapacity * 3) / 2 + 1. Копирование элементов осуществляется с помощью native метода System.arraycopy().
- 13. Выделение дополнительной памяти При добавлении 11-го элемента, проверка показывает что места в массиве нет. Соответственно создаётся новый массив и вызывается System.arraycopy().
- 14. Добавление в середину списка 1. Проверяется, достаточно ли места в массиве для вставки нового элемента; 2. Подготавливается место для нового элемента с помощью System.arraycopy(); 1. Пере записывается значение у элемента с указанным индексом.
- 15. Удаление элементов Удалять элементы можно двумя способами: — по индексу remove(index) Пример : list.remove(5); — по значению remove(value) Пример : list.remove(“Dog”); При удалении элементов текущая величина capacity не уменьшается, что может привести к своеобразным утечкам памяти. Поэтому не стоит пренебрегать методом trimToSize().
- 16. RandomAccess Маркерный интерфейс для указания, что реализации поддерживают произвольный доступ.
- 17. Итоги по ArrayList Быстрый доступ к элементам по индексу за время O(1); Доступ к элементам по значению за линейное время O(n); Медленный, когда вставляются и удаляются элементы из «середины» списка; Позволяет хранить любые значения в том числе и null; Не синхронизирован.
- 19. LinkedList LinkedList — это двусвязный список. Это структура данных, состоящая из узлов, каждый из которых содержит как собственно данные, так и две ссылки («связки») на следующий и предыдущий узел списка.
- 20. LinkedList Доступ к произвольному элементу осуществляется за линейное время (но доступ к первому и последнему элементу списка всегда осуществляется за константное время — ссылки постоянно хранятся на первый и последний.
- 21. new LinkedList Только что созданный объект list, содержит свойства header и size.
- 22. new LinkedList Header — псевдо-элемент списка. Его значение всегда равно null, а свойства next и prev всегда указывают на первый и последний элемент списка соответственно. Так как на момент создания список пуст, свойства next и prev указывают сами на себя (т.е. на элемент header). Размер списка size равен 0.
- 23. Добавление элементов Добавление элемента в конец списка с помощью методом add(value), addLast(value) и добавление в начало списка с помощью addFirst(value) выполняется за время O(1). Внутри класса LinkedList существует внутренний статический класс Entry, с помощью которого создаются новые элементы.
- 24. Добавление элемента 1. Создается новый новый экземпляр класса Entry 1. Переопределяются указатели на предыдущий и следующий элемент
- 26. Добавление элементов в «середину» списка Для того чтобы добавить элемент на определённую позицию в списке, необходимо вызвать метод add(index, value). Отличие от add(value) состоит в определении элемента перед которым будет производиться вставка.
- 28. Удаление элементов Удалять элементы из списка можно несколькими способами: — из начала или конца списка с помощью removeFirst(), removeLast() за время O(1); — по индексу remove(index) и по значению remove(value) за время O(n).
- 29. Удаление элемента 1. Поиск первого элемента с соответствующим значением 2. Переопределяются указатели на предыдущий и следующий элемент
- 30. Итоги LinkedList Из LinkedList можно организовать стэк, очередь, или двойную очередь, со временем доступа O(1); На вставку и удаление из середины списка, получение элемента по индексу или значению потребуется линейное время O(n). Однако, на добавление и удаление из середины списка, используя ListIterator.add() и ListIterator.remove(), потребуется O(1);
- 31. Итоги LinkedList Позволяет добавлять любые значения в том числе и null. Для хранения примитивных типов использует соответствующие классы- оберки; Не синхронизирован.
- 32. LinkedList vs ArrayList Добавлени элемента в конец списка: ArrayList немного проигрывает, за счет необходимости выделения памяти для новых элементов. Удаление элемента из конца списка: Тут ничья
- 33. LinkedList vs ArrayList Добавление и удаление в начале списка С небольшим отрывом выигрывает LinkedList Добавление и удаление элементов в середину списка Выигрывает LinkedList, но с оговорками.
- 34. LinkedList vs ArrayList Получение элемента из середине списка LinkedList в накауте, ArrayList пожинает лавры. Количество добавляемых элементов ArrayList ограничен Integer.MAX_VALUE В целом же, LinkedList в абсолютных величинах проигрывает ArrayList и по потребляемой памяти и по скорости выполнения операций.