Principes d'implémentation des classes de collection en langage Java

La classe de collection en langage Java est un ensemble de structures de données utilisées pour stocker et exploiter des objets. Ces classes de collection offrent un moyen plus pratique et flexible de traiter une série d’objets, avec des fonctionnalités efficaces, sûres et fiables. Dans cet article, nous approfondirons les principes d'implémentation des classes de collection Java.

Les classes de collection Java sont principalement divisées en deux types : l'une est une classe de collection implémentée sur la base de tableaux et l'autre est une classe de collection implémentée sur la base de listes chaînées.

1. Classe Collection implémentée sur la base d'un tableau

Un tableau en langage Java est une structure de données linéaire de longueur limitée, composée d'éléments du même type de données. Les classes de collection implémentées sur la base de tableaux occupent un espace continu en mémoire. Cette implémentation fournit un accès aléatoire rapide, mais ne permet pas une insertion ou une suppression rapide d'éléments.

ArrayList en Java est une classe de collection implémentée sur la base de tableaux. Dans ArrayList, les éléments sont stockés dans l'ordre d'insertion. Un tableau est initialement créé avec une taille par défaut. Lors de l'ajout d'éléments à ArrayList, si le tableau est plein, vous devez créer un nouveau tableau et remplacer les éléments du tableau d'origine. Les éléments sont copiés dans le nouveau tableau. Bien que cela entraîne une certaine perte de performances, cela peut garantir une plus grande efficacité lors de l'insertion d'éléments. Dans le même temps, étant donné que les tableaux sont stockés en continu, les éléments sont rapidement accessibles via les indices du tableau.

Une autre classe de collection implémentée sur la base de tableaux est ArrayDeque en Java. Dans ArrayDeque, la structure de données sous-jacente qui stocke les éléments est un tableau circulaire à double extrémité. Il est évolutif et peut automatiquement agrandir ou réduire la taille de la baie en cas de besoin. Dans le même temps, étant donné que le tableau sous-jacent est une boucle à double extrémité, il vous suffit de déplacer le pointeur vers l'avant ou vers l'arrière lors de l'ajout ou de la suppression d'éléments, et il n'est pas nécessaire d'effectuer un grand nombre d'opérations de copie comme ArrayList. Cela rend ArrayDeque plus efficace lors de l'ajout ou de la suppression d'éléments.

2. Classe Collection implémentée sur la base d'une liste chaînée

La liste chaînée en langage Java est une structure de données dynamique composée de plusieurs nœuds contient des données et un pointeur vers le nœud suivant. L’avantage d’une liste chaînée est qu’elle peut rapidement insérer ou supprimer des éléments, mais elle ne peut pas fournir un accès aléatoire rapide.

LinkedList en Java est une classe de collection basée sur l'implémentation de listes chaînées. Dans une LinkedList, chaque nœud contient la valeur de l'élément actuel et un pointeur vers l'élément suivant. Lors de l'ajout ou de la suppression d'éléments, il vous suffit de modifier le pointage des pointeurs entre les nœuds. Puisque LinkedList est une structure de liste chaînée, l’accès aux éléments est inefficace et nécessite de parcourir l’intégralité de la liste chaînée.

Une autre classe de collection implémentée sur la base d'une liste chaînée est LinkedHashMap en Java. Dans LinkedHashMap, les éléments sont stockés dans l'ordre d'insertion ou dans l'ordre d'accès. La structure de données sous-jacente est une liste doublement chaînée et une table de hachage. La table de hachage est utilisée pour localiser rapidement les éléments, et la liste doublement chaînée est utilisée pour maintenir l'ordre des éléments. Cela permet non seulement d'accéder rapidement aux éléments, mais également de garantir que l'ordre d'insertion ou l'ordre d'accès des éléments reste inchangé.

En résumé, les principes d'implémentation des classes de collection Java incluent deux méthodes d'implémentation : basée sur un tableau et basée sur une liste chaînée. Les classes de collection basées sur des tableaux fournissent un accès aléatoire rapide aux éléments, mais sont moins efficaces lors de l'ajout ou de la suppression d'éléments. La classe de collection basée sur une liste chaînée offre la possibilité d'ajouter ou de supprimer rapidement des éléments, mais l'efficacité de l'accès aux éléments est faible. Dans la programmation réelle, nous devons choisir la classe de collecte appropriée selon les besoins pour améliorer les performances et l'efficacité du programme.

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