Implementierungsprinzipien von Sammlungsklassen in der Java-Sprache

Die Sammlungsklasse in der Java-Sprache ist eine Reihe von Datenstrukturen, die zum Speichern und Betreiben von Objekten verwendet werden. Diese Sammlungsklassen bieten eine bequemere und flexiblere Möglichkeit zum Umgang mit einer Reihe von Objekten und zeichnen sich durch Effizienz, Sicherheit und Zuverlässigkeit aus. In diesem Artikel werden wir uns mit den Implementierungsprinzipien von Java-Sammlungsklassen befassen.

Java-Sammlungsklassen werden hauptsächlich in zwei Typen unterteilt: Die eine ist eine auf Arrays basierende Sammlungsklasse und die andere eine auf verknüpften Listen basierende Sammlungsklasse.

1. Sammlungsklasse basierend auf Array implementiert

Ein Array in der Java-Sprache ist eine lineare Datenstruktur begrenzter Länge, die aus Elementen desselben Datentyps besteht. Auf Arrays basierende Sammlungsklassen belegen kontinuierlich Speicherplatz im Speicher. Diese Implementierung bietet schnellen Direktzugriff, erlaubt jedoch kein schnelles Einfügen oder Löschen von Elementen.

ArrayList in Java ist eine auf Arrays basierende Sammlungsklasse. In ArrayList werden die Elemente zunächst in der Reihenfolge ihrer Einfügung gespeichert. Wenn das Array voll ist, müssen Sie ein neues Array erstellen und die Elemente im ursprünglichen Array ersetzen. Die Elemente werden in das neue Array kopiert. Dies führt zwar zu einem gewissen Leistungsverlust, kann jedoch für eine höhere Effizienz beim Einfügen von Elementen sorgen. Da Arrays kontinuierlich gespeichert werden, kann gleichzeitig schnell über Array-Indizes auf Elemente zugegriffen werden.

Eine weitere auf Arrays basierende Sammlungsklasse ist ArrayDeque in Java. In ArrayDeque ist die zugrunde liegende Datenstruktur, die Elemente speichert, ein doppelendiges kreisförmiges Array. Es ist skalierbar und kann die Größe des Arrays bei Bedarf automatisch erweitern oder verkleinern. Da es sich bei dem zugrunde liegenden Array um eine doppelendige Schleife handelt, müssen Sie gleichzeitig beim Hinzufügen oder Entfernen von Elementen nur den Zeiger vorwärts oder rückwärts bewegen und müssen nicht viele Kopiervorgänge wie ArrayList ausführen. Dadurch wird ArrayDeque beim Hinzufügen oder Entfernen von Elementen effizienter.

2. Sammlungsklasse basierend auf einer verknüpften Liste implementiert

Die verknüpfte Liste in der Java-Sprache ist eine dynamische Datenstruktur, die aus mehreren Knoten besteht. Jeder Knoten enthält Daten und einen Zeiger auf den nächsten Knoten. Der Vorteil einer verknüpften Liste besteht darin, dass Elemente schnell eingefügt oder gelöscht werden können, sie bietet jedoch keinen schnellen Direktzugriff.

LinkedList in Java ist eine Sammlungsklasse, die auf der Implementierung verknüpfter Listen basiert. In einer LinkedList enthält jeder Knoten den Wert des aktuellen Elements und einen Zeiger auf das nächste Element. Beim Hinzufügen oder Löschen von Elementen müssen Sie lediglich die Ausrichtung der Zeiger zwischen den Knoten ändern. Da es sich bei LinkedList um eine verknüpfte Listenstruktur handelt, ist der Zugriff auf Elemente ineffizient und erfordert das Durchlaufen der gesamten verknüpften Liste.

Eine weitere Sammlungsklasse, die basierend auf einer verknüpften Liste implementiert wird, ist LinkedHashMap in Java. In LinkedHashMap werden Elemente in der Einfügungsreihenfolge oder Zugriffsreihenfolge gespeichert. Die zugrunde liegende Datenstruktur ist eine doppelt verknüpfte Liste und eine Hash-Tabelle. Die Hash-Tabelle wird zum schnellen Auffinden von Elementen verwendet, und die doppelt verknüpfte Liste wird zum Aufrechterhalten der Reihenfolge der Elemente verwendet. Dadurch kann nicht nur schnell auf Elemente zugegriffen werden, sondern auch sichergestellt werden, dass die Einfügereihenfolge oder Zugriffsreihenfolge der Elemente unverändert bleibt.

Zusammenfassend umfassen die Implementierungsprinzipien von Java-Sammlungsklassen zwei Implementierungsmethoden: Array-basiert und Linked-List-basiert. Array-basierte Sammlungsklassen ermöglichen einen schnellen Direktzugriff auf Elemente, sind jedoch beim Hinzufügen oder Entfernen von Elementen weniger effizient. Die auf verknüpften Listen basierende Sammlungsklasse bietet die Möglichkeit, Elemente schnell hinzuzufügen oder zu löschen, die Effizienz beim Zugriff auf Elemente ist jedoch gering. Bei der eigentlichen Programmierung müssen wir nach Bedarf die entsprechende Sammlungsklasse auswählen, um die Leistung und Effizienz des Programms zu verbessern.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonImplementierungsprinzipien von Sammlungsklassen in der Java-Sprache. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!