Java ListSet 实现原理

引言

Java中有很多集合类可以供开发者使用,其中ListSet是其中一个常用的类。ListSet类实现了Set接口和List接口,并且它是一个基于List实现的Set。ListSet和List最大的不同点是ListSet内的元素不允许重复,而List内的元素是可以重复的。本文将详细介绍ListSet的实现原理。

背景

ListSet是一个基于List实现的Set,它是如何实现对元素的去重功能的呢?ListSet在去重时是否牺牲了一些性能,从而导致在ListSet中进行添加、删除、查找等操作的性能比List要差?本文将深入探讨这个问题。

列表实现Set接口

集成关系

ListSet类继承了AbstractSequentialList类,而AbstractSequentialList类实现了List接口。所以,ListSet即实现了List接口,又实现了Set接口。

数组实现

在ListSet内部,元素是用一个Object数组来存储的。在添加元素时,ListSet会先判断要添加的元素是否在数组中已经存在,如果不存在,就添加到数组的末尾,如果已存在,则不进行任何操作。

数组扩容

在ListSet中,如果当前元素个数等于数组大小时,会进行数组的扩容。扩容的大小为当前数组大小的两倍。扩容操作会新分配一个更大的数组,将原数组的所有元素拷贝到新数组中,再将原数组引用替换为新数组。这个操作的时间复杂度为O(n),其中n是元素个数。

// 添加元素
public boolean add(E e) {
    if (contains(e)) {
        return false;
    } else {
        int index = size();
        if (index >= elementData.length) {
            int newCapacity = elementData.length * 2;
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
        }
        elementData[index] = e;
        modCount++;
        return true;
    }
}

Set特性保证

ListSet保证了Set的特性:不允许有重复元素,并且保证元素的顺序与添加的顺序相同。为了保证元素不重复,ListSet在添加元素时会先判断要添加的元素是否已经存在。为了保证元素顺序,ListSet是按添加顺序来存储元素的。

性能比较

ListSet和List的性能相比,由于List中的元素可以重复,所以List的添加、搜索操作可能会比ListSet的操作更快。但是,在删除某个元素时,List的性能比ListSet要差,因为List删除一个元素时需要对元素进行移动。

总结

ListSet是一个基于List实现的Set,它保证了Set的特性:元素不能重复,并且保证元素的顺序与添加顺序相同。在添加元素时,ListSet会先判断要添加的元素是否已经存在。如果不存在,则添加到列表的末尾;如果已经存在,则不进行任何操作。ListSet的元素是用一个Object数组存储的,如果元素个数达到数组大小,则进行数组的扩容操作。ListSet和List的性能相比,主要还是在元素个数的去重性能和删除元素时的性能上有所表现。

原创文章,作者:IFKS,如若转载,请注明出处:https://www.506064.com/n/137277.html

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