[代码比较] ArrayList vs CollectionssingletonList

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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，我将检查最常用的 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。当您添加第一个元素时，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);
  }

这是逐步发生的事情：

1. 创建了一个初始空数组 elementdata。
2. 添加第一个元素时，将当前大小（为零）与数组的长度进行比较。
3. 由于发现其大小为零，因此数组需要增长以容纳新元素。
4. 调用grow方法，计算新的容量。
5. 新容量最初增加了旧容量的一半，这让我们有 0 + 0/2 = 0。
6. 由于newcapacity不足以容纳该元素，所以继续。
7. 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。

话虽如此，让我们来谈谈我们的替代方案！

集合::singletonlist

方法签名：

公共静态 list singletonlist(t o)

描述

该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：

1. 内联实现： 您可以在一行中使用所需的元素来初始化它。

2. 不变性： 我们来看看它的实现：
   

   private static class singletonlist extends abstractlist
       implements randomaccess, serializable {
   
     private final e element;
   
     singletonlist(e obj) {
       element = obj;
     }
     ...
   }
   

   singletonlist 继承的 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();
     }
   

   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，感兴趣的开发者可以从这篇文章中了解更多信息。

3. 内存分配： singletonlist 类只包含一个简单的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，在添加元素后会留下一个大小为 10 的数组。

4. 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。这比 arraylist add 方法效率要高得多。

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！

今天关于《[代码比较] ArrayList vs CollectionssingletonList》的内容就介绍到这里了，是不是学起来一目了然！想要了解更多关于的内容请关注golang学习网公众号！