Java言語でのコレクションクラスの実装原則

Java 言語のコレクション クラスは、オブジェクトを格納および操作するために使用されるデータ構造のセットです。これらのコレクション クラスは、効率的で安全かつ信頼性の高い機能を備えた、一連のオブジェクトを処理するためのより便利で柔軟な方法を提供します。この記事では、Java コレクション クラスの実装原則について詳しく説明します。

Java のコレクション クラスは、主に 2 種類に分かれます。1 つは配列に基づいて実装されるコレクション クラス、もう 1 つはリンク リストに基づいて実装されるコレクション クラスです。

1. 配列実装に基づくコレクション クラス

Java 言語の配列は、同じデータ型の要素で構成される、長さが制限された線形データ構造です。配列に基づいて実装されたコレクション クラスは、メモリ内の連続した領域を占有します。この実装では高速なランダム アクセスが提供されますが、要素の高速な挿入や削除はできません。

Java の ArrayList は、配列実装に基づいたコレクション クラスです。 ArrayList では、要素は挿入順に格納されます。配列は最初はデフォルトのサイズで作成されます。ArrayList に要素を追加するときに、配列がいっぱいの場合は、新しい配列を作成して、元の配列の要素を置き換える必要があります。要素が新しい配列にコピーされます。これにより、パフォーマンスがある程度低下しますが、要素を挿入する際の効率を高めることができます。同時に、配列は継続的に保存されるため、配列の添字を通じて要素にすばやくアクセスできます。

配列に基づいて実装された別のコレクション クラスは、Java の ArrayDeque です。 ArrayDeque では、要素を格納する基礎となるデータ構造は両端の循環配列です。スケーラブルであり、必要に応じて配列のサイズを自動的に拡大または縮小できます。同時に、基になる配列は両端ループであるため、要素を追加または削除するときにポインタを前後に移動するだけでよく、ArrayList のような大量のコピー操作を実行する必要はありません。これにより、要素を追加または削除する際の ArrayDeque の効率が向上します。

2. リンク リストに基づいて実装されたコレクション クラス

Java 言語のリンク リストは、複数のノードで構成される動的データ構造であり、各ノードにはデータとポインタが含まれます。次のノードへ。リンク リストの利点は、要素を迅速に挿入または削除できることですが、高速なランダム アクセスを提供することはできません。

Java の LinkedList は、リンク リストの実装に基づいたコレクション クラスです。 LinkedList では、各ノードに現在の要素の値と次の要素へのポインタが含まれます。要素を追加または削除するときは、ノード間のポインタの位置を変更するだけで済みます。 LinkedList はリンク リスト構造であるため、要素へのアクセスは非効率であり、リンク リスト全体を走査する必要があります。

リンク リストに基づいて実装された別のコレクション クラスは、Java の LinkedHashMap です。 LinkedHashMap では、要素は挿入順またはアクセス順に格納されます。基礎となるデータ構造は二重リンク リストとハッシュ テーブルです。ハッシュ テーブルは要素をすばやく見つけるために使用され、二重リンク リストは要素の順序を維持するために使用されます。これにより、要素にすばやくアクセスできるだけでなく、要素の挿入順序やアクセス順序を変更しないようにすることもできます。

要約すると、Java コレクション クラスの実装原則には、配列ベースとリンク リスト ベースの 2 つの実装方法が含まれます。配列ベースのコレクション クラスは、要素への高速なランダム アクセスを提供しますが、要素の追加または削除の効率は低くなります。リンクリストベースのコレクションクラスは、要素の追加や削除を素早く行うことができるという特徴がありますが、要素へのアクセス効率は低いです。実際のプログラミングでは、プログラムのパフォーマンスと効率を向上させるために、必要に応じて適切なコレクション クラスを選択する必要があります。

以上がJava言語でのコレクションクラスの実装原則の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。