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面试官:RandomAccess这个空接口有何用?

前语:不要为了读文章而读文章,一定要带着问题来读文章,勤思考。

作者:IT从业者说   来源:http://sina.lt/gmpf


在学习 Java 集合时, 最先学习的便是 List 中的 ArrayList 和 LinkedList, 学习集合很关键的是学习其源码, 了解底层实现方式, 那么今天就讲讲 ArrayList 实现的一个接口 RandomAccess。


# 好奇心的产生


查看 ArrayList 的源码, 发现它实现了 RandomAccess 这个接口, 出于好奇点进去看看, 结果发现这接口是空的, 这当然引发了更大的好奇心:这空架子到底有何用?


# 深入探究


JDK 官方文档是不可少的工具, 先看看它是怎么说的:RandomAccess 是 List 实现所使用的标记接口,用来表明其支持快速(通常是固定时间)随机访问。此接口的主要目的是允许一般的算法更改其行为,从而在将其应用到随机或连续访问列表时能提供良好的性能。


标记接口(Marker):这就说明了 RandomAccess 为空的原因,这个接口的功能仅仅起到标记的作用。


这不是与序列化接口 Serializable 差不多吗? 只要你认真观察, 其实不只这一个标记接口, 实际上 ArrayList 还实现了另外两个这样的空接口:


Cloneable 接口 :实现了 Cloneable 接口,以指示 Object.clone() 方法可以合法地对该类实例进行按字段复制。 如果在没有实现 Cloneable 接口的实例上调用 Object 的 clone 方法,则会导致抛出 CloneNotSupportedException 异常。


Serializable 接口: 类通过实现 java.io.Serializable 接口以启用其序列化功能。未实现此接口的类将无法使其任何状态序列化或反序列化。


# 继续探讨


标记接口都有什么作用呢? 继续讨论 RandomAccess 的作用,其他两个在此不作讨论。


如果 List 子类实现了 RandomAccess 接口,那表示它能快速随机访问存储的元素, 这时候你想到的可能是数组, 通过下标 index 访问, 实现了该接口的 ArrayList 底层实现就是数组, 同样是通过下标访问, 只是我们需要用 get() 方法的形式 , ArrayList 底层仍然是数组的访问形式。


同时你应该想到链表, LinkedList 底层实现是链表, LinkedList 没有实现 RandomAccess 接口,发现这一点就是突破问题的关键点。


数组支持随机访问, 查询速度快, 增删元素慢; 链表支持顺序访问, 查询速度慢, 增删元素快。所以对应的 ArrayList 查询速度快,LinkedList 查询速度慢, RandomAccess 这个标记接口就是标记能够随机访问元素的集合, 简单来说就是底层是数组实现的集合。


为了提升性能,在遍历集合前,我们便可以通过 instanceof  做判断, 选择合适的集合遍历方式,当数据量很大时, 就能大大提升性能。


随机访问列表使用循环遍历,顺序访问列表使用迭代器遍历。


先看看 RandomAccess 的使用方式:

import java.util.*;public class RandomAccessTest { public static void traverse(List list){
if (list instanceof RandomAccess){ System.out.println("实现了RandomAccess接口,不使用迭代器");
for (int i = 0;i < list.size();i++){ System.out.println(list.get(i)); }
}else{ System.out.println("没实现RandomAccess接口,使用迭代器");
Iterator it = list.iterator(); while(it.hasNext()){ System.out.println(it.next()); }
} } public static void main(String[] args) { List<String> arrayList = new ArrayList<>(); arrayList.add("a"); arrayList.add("b"); traverse(arrayList);
List<String> linkedList = new LinkedList<>(); linkedList.add("c"); linkedList.add("d"); traverse(linkedList); }}

结果:


ArrayList:

for 循环遍历时间: 3

迭代器遍历时间: 7


LinkedList:

for 循环遍历时间: 2435

迭代器遍历时间: 3


# 结论


根据结果我们可以得出结论:

ArrayList 使用 for 循环遍历优于迭代器遍历

LinkedList 使用 迭代器遍历优于 for 循环遍历


根据以上结论便可利用 RandomAccess 在遍历前进行判断,根据 List 的不同子类选择不同的遍历方式, 提升算法性能。


学习阅读源码, 发现底层实现的精妙之处, 改变自己的思维, 从每一个小细节提升代码的性能。

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