JAVA基础篇（9）— 数组和集合优化建议

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1.1 性能考虑，首选数组

数组再Java中虽然没有List、Set、Map这些集合类用起来方便，但是在基本类型的处理方面，数组还是很占优势的。

集合处理基本类型：

    public static int sum(List datas) {
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < datas.size(); i++) {
            sum += datas.get(i);
        }
        return sum;
    }

• datas.get(i)操作，Integer对象会通过intValue方法（自动拆箱）转换为一个int基本类型，对于一个性能即将临近的系统来说该方案是比较危险的，特别是大数据量的情况下。
• 在初始化List数组时要进行装箱动作，虽然有整型池在，但是不在整型池范围内的都会产生一个新的Integer对象，而基本类型是在栈内存中操作，对象是在堆内存中操作，而栈内存特点是速度快，容量下。

1.2 变长数组

Java中数组是定长的，一旦经过初始化声明就不可改变长度，这在实际使用中是非常不方便的。可以使用数组的Arrays.copyOf方法对定长数组进行扩容。

在ArrayList源码中，扩容依旧是使用的copyOf方法。

    public static  T[] expandCapacity(T[] datas, int newLen) {
        //不能是负值
        newLen = newLen < 0 ? 0 : newLen;
        //生成一个新数组，并copy原值
        return Arrays.copyOf(datas, newLen);
    }

1.3 明确的场景下，为集合指定初始值

源码：java.util.ArrayList#calculateCapacityArrayList执行add方法的时候设置初始化长度10。

默认初始化声明一个数组长度是10的数组，若是超过长度，系统会按照1.5倍的规则扩容，每次扩容都是一次数组的拷贝，如果数据量很大，这样的拷贝会非常消耗资源，而且效率十分低下。故可以在初始化集合的时候，指定默认值。

1.4 asList方法产生的List对象不可更改

需要注意的是Arrays.asList()方法的返回值为java.util.Arrays.ArrayList对象，该对象虽然继承了List接口，但是并没重写add方法。所以该List只能适用于只读操作。

asList方法.png

java.util.Arrays.ArrayList静态内部类实现的方法

1. size：元素数量；
2. toArray：转化为数组，实现数组的浅拷贝；
3. get获取：指定的元素；
4. set：重置某一元素值；
5. contains：是否包含某元素；

1.5 不同的列表选择不同的遍历方法

ArrayList数组实现了RandomAccess接口（随机存取接口-标志性接口），这标志着ArrayList是一个可以随机存取的列表。也就是说ArraysList中的元素之间没有关联。可以随机访问和存取。

image.png

而Java中的foreach语法实际上是Interator（迭代器）的变形用法，迭代器对外暴露了isNext、next等方法，使用迭代器就需要强制建立一种相互“知晓”的关系，比如上一个元素可以判断是否有下一个元素，以及下一个元素是什么关系。这也就是forEach遍历ArrayList耗时的原因。

而LinkedList并未实现RandomAccess接口，但是它实现了双向列表，即两个元素之间是有关联的，此时如若使用foreach遍历，效率会更高。

但是LinkedList若使用get下标获取元素，实际上，每获取一个元素，都要遍历一遍集合，效率就更低了。

故需要根据不同的集合选择不同的遍历方法：

    public static int average(List list) {
        int sum = 0;
        if (list instanceof RandomAccess) {
            //使用下标遍历
            for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
                sum += list.get(i);
            }
        } else {
            //若是LinkedList采用forEach循环
            for (int i : list) {
                sum += i;
            }
        }
        return sum / list.size();
    }

1.6 频繁的插入和删除使用LinkedList

对集合的写操作，有这么几种类型：插入操作（末尾插入，随机插入）、删除操作、修改操作。

作用	API的方法	描述	性能优先
末尾插入	add(E e)	ArrayList将元素追加到数组中，LinkedList修改指针	两者性能差别微小
随机插入	add(int index, E e)	ArrayList每个元素后移，LinkedList修改指针	LinkedList
删除操作	remove	ArrayList每个元素前移，LinkedList修改指针	LinkedList
修改操作	set(int index, E e)	ArrayLists直接定位替换；LinkedList二分查找，速度慢	ArrayList