![[代码比较] arraylist vs collectionssingletonlist](https://img.php.cn/upload/article/000/887/227/172301312549184.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：
- 创建了一个初始空数组 elementdata。
- 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。
- 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，所以继续。
- 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。
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 <t> list<t> 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：
- 内联实现： 您可以在一行中使用所需的元素来初始化它。
-
不变性： 我们来看看它的实现：
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！
