![[Code Compare] ArrayList vs Collections.singletonList](https://img.php.cn/upload/article/000/000/000/172292165114546.jpg)
我正在启动一个新线程来比较编码相同功能的不同方法。在这篇文章中，我将比较两种创建仅包含一个元素的简单列表的常用方法。具体来说，我将研究最常用的 List 实现构造函数和 Collections.singletonList，这是一个简单的工厂方法，用于创建包含单个元素的不可变列表。
数组列表
每次初始化 ArrayList 而不指定其初始容量时，它都会以空数组开始。添加第一个元素时，ArrayList 使用涉及复制数组的相对复杂的算法来调整大小。我们来看看ArrayList的结构：
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
public boolean add(E e) {
modCount++;
add(e, elementData, size);
return true;
}
private void add(E e, Object[] elementData, int s) {
if (s == elementData.length)
elementData = grow();
elementData[s] = e;
size = s + 1;
}
private Object[] grow() {
return grow(size + 1);
}
private Object[] grow(int minCapacity) {
return elementData = Arrays.copyOf(elementData,
newCapacity(minCapacity));
}
private int newCapacity(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
if (newCapacity - minCapacity <= 0) {
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA)
return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
if (minCapacity < 0) // overflow
throw new OutOfMemoryError();
return minCapacity;
}
return (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE <= 0)
? newCapacity
: hugeCapacity(minCapacity);
}
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以下是逐步发生的事情：
- 创建了一个初始空数组 elementData。
- 添加第一个元素时，会将当前大小（为零）与数组的长度进行比较。
- 由于发现其大小为零，因此数组需要增长以容纳新元素。
- 调用grow方法，计算新的容量。
- 新容量最初增加了旧容量的一半，这让我们有 0 + 0/2 = 0。
- 由于newCapacity不足以容纳该元素，因此继续。
- 由于发现 elementData 是相同的初始空数组，因此它最终返回所需大小 (1) 和 DEFAULT_CAPACTIY (10) 之间的最大值，从而得到大小为 10 的数组。
当您只需要一个始终包含单个元素的简单列表时，调整大小的过程非常复杂。
也就是说，让我们谈谈我们的替代方案！
集合::singletonList
方法签名：
公共静态;列表 singletonList(T o)
描述
此方法返回一个仅包含指定对象的不可变列表。 Java 1.3中引入的singletonList有几个优点：
-
内联实现：您可以在一行中使用所需的元素对其进行初始化。
-
不变性：让我们看一下它的实现：
private static class SingletonList<E> extends AbstractList<E>
implements RandomAccess, Serializable {
private final E element;
SingletonList(E obj) {
element = obj;
}
...
}
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SingletonList 继承自的 AbstractList 定义了所有可变方法，如下所示：
public boolean add(E e) {
add(size(), e);
return true;
}
public void add(int index, E element) {
throw new UnsupportedOperationException();
}
public E remove(int index) {
throw new UnsupportedOperationException();
}
public E set(int index, E element) {
throw new UnsupportedOperationException();
}
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这确保了不可能重复列表的大小或其单个元素的内容。
不变性是一个非常有利的特性。虽然我不会在这里深入探讨，但感兴趣的开发者可以从本文中了解更多信息。
内存分配： SingletonList 类仅包含一个简单字段来容纳单个元素，与 ArrayList 不同，ArrayList 使用数组，使用简单的 ArrayList 简单构造函数，将为我们留下一个数组添加元素后大小为 10。
CPU 使用率： SingletonList 构造函数接受单个元素作为参数，不需要调整大小、数组复制或操作。与 ArrayList 添加方法相比，这效率要高得多。
结论
在这篇文章中，我们比较了使用单个元素创建简单列表的两种方法：使用 ArrayList 构造函数和 Collection.singletonList 方法。虽然 ArrayList 是一种灵活且常用的数据结构，但它会带来一些不必要的开销，特别是在添加元素时的内存分配和 CPU 使用方面。这一开销包括调整数组大小和复制数组，这对于仅包含一个元素的列表来说可能是多余的。但是，如果您需要更改此元素，ArrayList 是一个合适的解决方案。
另一方面，Collection.singletonList 为创建单元素列表提供了更有效的替代方案。这种方法不仅更简洁、更易于使用，而且保证了不变性，这在很多场景下都是一个显着的优势。与 ArrayList 相比，它具有最小的内存占用，并且几乎不需要 CPU 资源。
总而言之，对于仅包含一个元素的简单、不可变列表，Collection.singletonList 因其高效、简单和不变性而成为更好的选择。但是，如果您需要修改列表中的元素，ArrayList 可能是更合适的选择。
在下一篇文章中，我将比较单元素列表的另一种替代方法：List.of 工厂方法。稍后见！
以上是[代码比较] ArrayList vs Collections.singletonList的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！
