[代码比较] ArrayList vs CollectionssingletonList

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 



<p>这是逐步发生的事情：</p>

<ol>
<li>创建了一个初始空数组 elementdata。</li>
<li>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。</li>
<li>由于发现其大小为零，因此数组需要增长以容纳新元素。</li>
<li>调用grow方法，计算新的容量。</li>
<li>新容量最初增加了旧容量的一半，这让我们有 0 + 0/2 = 0。</li>
<li>由于newcapacity不足以容纳该元素，所以继续。</li>
<li>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。</li>
</ol><p>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。</p>

<p>话虽如此，让我们来谈谈我们的替代方案！</p>

<h2>
  
  
  集合::singletonlist
</h2>

<h3>
  
  
  方法签名：
</h3>

<p>公共静态 <t> list<t> singletonlist(t o)</t></t></p>

<h3>
  
  
  描述
</h3>

<p>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：</p>

<ol>
<li>
<strong>内联实现：</strong> 您可以在一行中使用所需的元素来初始化它。</li>
<li>
<p><strong>不变性：</strong> 我们来看看它的实现：<br></p>
private static class singletonlist<e> extends abstractlist<e>
    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。

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。 
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！


          

            
        

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