при создании объекта типа arraylist в конструктор в качестве аргумента нельзя подать

Структуры данных в картинках. ArrayList

Приветствую вас, хабралюди!

Взбрело мне в голову написать несколько статей, о том как реализованы некоторые структуры данных в Java. Надеюсь, статьи будут полезны визуалам (картинки наше всё), начинающим java-визуалам а также тем кто уже умеет писать new ArrayList(), но слабо представляет что же происходит внутри.

Сегодня поговорим о ArrayList-ах

ArrayList — реализует интерфейс List. Как известно, в Java массивы имеют фиксированную длину, и после того как массив создан, он не может расти или уменьшаться. ArrayList может менять свой размер во время исполнения программы, при этом не обязательно указывать размерность при создании объекта. Элементы ArrayList могут быть абсолютно любых типов в том числе и null.

Создание объекта

Только что созданный объект list, содержит свойства elementData и size.

Хранилище значений elementData есть ни что иное как массив определенного типа (указанного в generic), в нашем случае String[]. Если вызывается конструктор без параметров, то по умолчанию будет создан массив из 10-ти элементов типа Object (с приведением к типу, разумеется).

Вы можете использовать конструктор ArrayList(capacity) и указать свою начальную емкость списка.

Добавление элементов

Внутри метода add(value) происходят следующие вещи:

1) проверяется, достаточно ли места в массиве для вставки нового элемента;

2) добавляется элемент в конец (согласно значению size) массива.

Весь метод ensureCapacity(minCapacity) рассматривать не будем, остановимся только на паре интересных мест. Если места в массиве не достаточно, новая емкость рассчитывается по формуле (oldCapacity * 3) / 2 + 1. Второй момент это копирование элементов. Оно осуществляется с помощью native метода System.arraycopy(), который написан не на Java.

Ниже продемонстрирован цикл, поочередно добавляющий 15 элементов:

При добавлении 11-го элемента, проверка показывает что места в массиве нет. Соответственно создается новый массив и вызывается System.arraycopy().

После этого добавление элементов продолжается

Добавление в «середину» списка

Добавление элемента на позицию с определенным индексом происходит в три этапа:

1) проверяется, достаточно ли места в массиве для вставки нового элемента;

2) подготавливается место для нового элемента с помощью System.arraycopy();

3) перезаписывается значение у элемента с указанным индексом.

Как можно догадаться, в случаях, когда происходит вставка элемента по индексу и при этом в вашем массиве нет свободных мест, то вызов System.arraycopy() случится дважды: первый в ensureCapacity(), второй в самом методе add(index, value), что явно скажется на скорости всей операции добавления.

В случаях, когда в исходный список необходимо добавить другую коллекцию, да еще и в «середину», стоит использовать метод addAll(index, Collection). И хотя, данный метод скорее всего вызовет System.arraycopy() три раза, в итоге это будет гораздо быстрее поэлементного добавления.

Удаление элементов

Удалять элементы можно двумя способами:
— по индексу remove(index)
— по значению remove(value)

С удалением элемента по индексу всё достаточно просто

Сначала определяется какое количество элементов надо скопировать

затем копируем элементы используя System.arraycopy()

уменьшаем размер массива и забываем про последний элемент

При удалении по значению, в цикле просматриваются все элементы списка, до тех пор пока не будет найдено соответствие. Удален будет лишь первый найденный элемент.

Дополнение 1: Как верно заметил MikeMirzayanov, при удалении элементов текущая величина capacity не уменьшается, что может привести к своеобразным утечкам памяти. Поэтому не стоит пренебрегать методом trimToSize().

Итоги

— Быстрый доступ к элементам по индексу за время O(1);
— Доступ к элементам по значению за линейное время O(n);
— Медленный, когда вставляются и удаляются элементы из «середины» списка;
— Позволяет хранить любые значения в том числе и null;
— Не синхронизирован.

Ссылки

Пишите в комментариях пожелания/замечания и есть ли смысл продолжать.

Источник

Создание универсального типа ArrayList

Полная цитата из Java в двух словах:

Я понимаю, что это не должно быть экземпляром, так как конкретный (фактический) тип не известен. Если так, то почему приведенный ниже код компилируется без ошибки?

Я знаю, что в моем понимании дженериков есть пробел. Кто-то может указать, что я здесь скучаю?

4 ответа

Код, который вы упоминаете, может скомпилироваться, потому что объект «lst» фактически не инициализируется до тех пор, пока метод не будет вызван. Поскольку метод знает, что он получит аргумент var-args типа T, он может скомпилироваться в этом сценарии. Возьмите пример класса Wrapper ниже, например:

Этот код может быть скомпилирован, потому что метод не был вызван. Когда метод вызывается, Type T будет тем типом, который мы передадим в качестве аргумента var-args, и код не будет иметь проблем с компиляцией. Давайте проверим это в нашем основном методе:

Тем не менее, давайте сгенерируем ошибку во время компиляции, чтобы увидеть, о чем идет речь в статье нашего основного метода:

На самом деле мы пытаемся инициализировать универсальный объект класса Wrapper в приведенном выше коде, но это неизвестно. Поскольку значение для заполнителя будет неизвестно даже при вызове метода, это приведет к ошибке времени компиляции, тогда как создание списка типа T в методе getList не приведет к ошибке времени компиляции, поскольку он будет инициализирован с помощью тип, когда метод вызывается.

Метод определяет T и позже вы используете его в типе возвращаемого значения и списке параметров.

Читайте также: Тор интернет что это

Потому что T указан как еще один аргумент общего типа.

Это общая цель обобщений, чтобы сделать тип параметризуемым. Таким образом, вызывающая сторона может указать тип. Это может быть сделано в нескольких слоях: вызывающая сторона также может быть общей и позволить ее вызывающей стороне указать тип.

Это не было бы возможно иначе. Это имеет смысл при использовании его в спецификации параметров, например:

Источник

Пришел, увидел, обобщил: погружаемся в Java Generics

Java Generics — это одно из самых значительных изменений за всю историю языка Java. «Дженерики», доступные с Java 5, сделали использование Java Collection Framework проще, удобнее и безопаснее. Ошибки, связанные с некорректным использованием типов, теперь обнаруживаются на этапе компиляции. Да и сам язык Java стал еще безопаснее. Несмотря на кажущуюся простоту обобщенных типов, многие разработчики сталкиваются с трудностями при их использовании. В этом посте я расскажу об особенностях работы с Java Generics, чтобы этих трудностей у вас было поменьше. Пригодится, если вы не гуру в дженериках, и поможет избежать много трудностей при погружении в тему.

Работа с коллекциями

Предположим, банку нужно подсчитать сумму сбережений на счетах клиентов. До появления «дженериков» метод вычисления суммы выглядел так:

С появлением Generics необходимость в проверке и приведении типа отпала:

Во второй строчке проверки необходимость тоже отпадала. Если потребуется, приведение типов ( casting ) будет сделано на этапе компиляции.

Принцип подстановки

Тип	Подтип
Number	Integer
List	ArrayList
Collection	List
Iterable	Collection

Примеры отношения тип/подтип

Вот пример использования принципа подстановки в Java:

Ковариантность, контравариантность и инвариантность

Но если мы попытаемся изменить содержимое массива через переменную arr и запишем туда число 42, то получим ArrayStoreException на этапе выполнения программы, поскольку 42 является не строкой, а числом. В этом недостаток ковариантности массивов Java: мы не можем выполнить проверки на этапе компиляции, и что-то может сломаться уже в рантайме.

«Дженерики» инвариантны. Приведем пример:

Wildcards

Всегда ли Generics инварианты? Нет. Приведу примеры:

Это ковариантность. List — подтип List

extends B — символ подстановки с указанием верхней границы
super B — символ подстановки с указанием нижней границы
где B — представляет собой границу

2. Почему нельзя получить элемент из списка ниже?

The Get and Put Principle или PECS (Producer Extends Consumer Super)

Особенность wildcard с верхней и нижней границей дает дополнительные фичи, связанные с безопасным использованием типов. Из одного типа переменных можно только читать, в другой — только вписывать (исключением является возможность записать null для extends и прочитать Object для super ). Чтобы было легче запомнить, когда какой wildcard использовать, существует принцип PECS — Producer Extends Consumer Super.

и Raw типы

Если мы опустим указание типа, например, как здесь:

Если мы попытаемся вызвать параметризованный метода у Raw типа, то компилятор выдаст нам предупреждение «Unchecked call». Если мы попытаемся выполнить присваивание ссылки на параметризованный тип Raw типу, то компилятор выдаст предупреждение «Unchecked assignment». Игнорирование этих предупреждений, как мы увидим позже, может привести к ошибкам во время выполнения нашего приложения.

Wildcard Capture

Попробуем теперь реализовать метод, выполняющий перестановку элементов списка в обратном порядке.

Более подробно о Wildcard Capture можно прочитать здесь и здесь.

Вывод

Переменные типа

Вот еще пример из класса Enum:

Multiple bounds (множественные ограничения)

Вывод

Переменная типа может быть ограничена только сверху одним или несколькими типами. В случае множественного ограничения левая граница (первое ограничение) используется в процессе затирания (Type Erasure).

Type Erasure

На скриншоте ниже два примера программы:

Разница между ними в том, что слева происходит compile-time error, а справа все компилируется без ошибок. Почему?

Reifiable типы

Почему информация об одних типах доступна, а о других нет? Дело в том, что из-за процесса затирания типов компилятором информация о некоторых типах может быть потеряна. Если она потерялась, то такой тип будет уже не reifiable. То есть она во время выполнения недоступна. Если доступна – соответственно, reifiable.

Решение не делать все обобщенные типы доступными во время выполнения — это одно из наиболее важных и противоречивых проектных решений в системе типов Java. Так сделали, в первую очередь, для совместимости с существующим кодом. За миграционную совместимость пришлось платить — полная доступность системы обобщенных типов во время выполнения невозможна.

И еще одна задачка. Почему в примере ниже нельзя создать параметризованный Exception?

Каждое catch выражение в try-catch проверяет тип полученного исключения во время выполнения программы (что равносильно instanceof), соответственно, тип должен быть Reifiable. Поэтому Throwable и его подтипы не могут быть параметризованы.

Unchecked Warnings

Компиляция нашего приложения может выдать так называемый Unchecked Warning — предупреждение о том, что компилятор не смог корректно определить уровень безопасности использования наших типов. Это не ошибка, а предупреждение, так что его можно пропустить. Но желательно все-так исправить, чтобы избежать проблем в будущем.

Heap Pollution

Как мы упомянули ранее, присваивание ссылки на Raw тип переменной параметризованного типа, приводит к предупреждению «Unchecked assignment». Если мы проигнорируем его, то возможна ситуация под названием » Heap Pollution » (загрязнение кучи). Вот пример:

В строке (1) компилятор предупреждает об «Unchecked assignment».

Рассмотрим еще один пример:

Java разрешает выполнить присваивание в строке (1). Это необходимо для обеспечения обратной совместимости. Но если мы попытаемся выполнить метод add в строке (2), то получим предупреждение Unchecked call — компилятор предупреждает нас о возможной ошибке. В самом деле, мы же пытаемся в список строк добавить целое число.

Reflection

Хотя при компиляции параметризованные типы подвергаются процедуре стирания (type erasure), кое-какую информацию мы можем получить с помощью Reflection.

С появлением Generics класс java.lang.Class стал параметризованным. Рассмотрим вот этот код:

Вывод

Если информация о типе доступна во время выполнения программы, то такой тип называется Reifiable. К Reifiable типам относятся: примитивные типы, непараметризованные типы, параметризованные типы с неограниченным символом подстановки, Raw типы и массивы, элементы которых являются reifiable.

Игнорирование Unchecked Warnings может привести к «загрязнению кучи» и ошибкам во время выполнения программы.

Reflection не позволяет получить информацию о типе объекта, если он не Reifiable. Но Reflection позволяет получить информацию о типе возвращаемого методом значения, о типе аргументов метода и о типе полей класса.

Type Inference

Термин можно перевести как «Вывод типа». Это возможность компилятора определять (выводить) тип из контекста. Вот пример кода:

С появлением даймонд-оператора в Java 7 мы можем не указывать тип у ArrayList :

Предположим у нас есть вот такой класс, который описывает связный список:

Результат обобщенного метода List.nil() может быть выведен из правой части:

Механизм выбора типа компилятором показывает, что аргумент типа для вызова List.nil() действительно String — это работает в JDK 7, все хорошо.

Выглядит разумно, что компилятор также должен иметь возможность вывести тип, когда результат такого вызова обобщенного метода передается другому методу в качестве аргумента, например:

В JDK 7 мы получили бы compile-time error. А в JDK 8 скомпилируется. Это и есть первая часть JEP-101, его первая цель — вывод типа в позиции аргумента. Единственная возможность осуществить это в версиях до JDK 8 — использовать явный аргумент типа при вызове обобщенного метода:

Вторая часть JEP-101 говорит о том, что неплохо бы выводить тип в цепочке вызовов обобщенных методов, например:

Но данная задача не решена до сих пор, и вряд ли в ближайшее время появится такая функция. Возможно, в будущих версиях JDK необходимость в этом исчезнет, но пока нужно указывать аргументы вручную:

После выхода JEP 101 на StackOverflow появилось множество вопросов по теме. Программисты спрашивают, почему код, который выполнялся на 7-й версии, на 8-й выполняется иначе – или вообще не компилируется? Вот пример такого кода:

Посмотрим на байт-код после компиляции на JDK1.8:

А теперь байт-код после компиляции на JDK1.7 – то есть на Java 7:

Чтобы избежать таких проблем, Oracle выпустил руководство по переходу с JDK1.7 на JDK 1.8 в котором описаны проблемы, которые могут возникнуть при переходе на новую версию Java, и то, как эти проблемы можно решить.

Например если вы хотите, чтобы в коде выше после компиляции на Java 8 все работало так же, как и на Java 7, сделайте приведение типа вручную:

Заключение

На этом мой рассказ о Java Generics подходит к концу. Вот другие источники, которые помогут вам в освоении темы:

Источник

10 примеров использования ArrayList в Java — Tutorial

ArrayList был изменен в Java 5 (Tiger) для поддержки Generics, что делает Java ArrayList еще более мощным из-за повышенной безопасности типов. До Java5, так как не было обобщений, не проводилась проверка типов во время компиляции, что означает, что есть шанс сохранить другой тип элемента в ArrayList, который предназначен для чего-то и в конечном итоге приводит к ClassCastException во время выполнения.

С помощью дженериков вы можете создать Java ArrayList, который принимает только тип объекта, указанный во время создания, и приводит к ошибке компиляции, если кто-то пытается вставить любой другой объект в ArrayList в Java; например, если вы создаете объект ArrayList из String, вы не можете хранить в нем Integer, поскольку метод add () объекта ArrayList будет проверять тип перед добавлением объекта в ArrayList в Java в отличие от метода add() в Java 1.4, который принимает любой объект.

Java ArrayList с обобщениями в JDK 1.5

Также важно помнить, что ArrayList не синхронизирован и не должен использоваться несколькими потоками. Если несколько потоков обращаются к экземпляру Java ArrayList одновременно, и хотя бы один из потоков структурно изменяет список, он должен быть синхронизирован извне. (Согласно Java-документу структурная модификация — это любая операция, которая добавляет или удаляет один или несколько элементов или явно изменяет размеры резервного массива; простая установка значения элемента не является структурной модификацией.)

Пример ArrayList в Java

Давайте посмотрим несколько примеров создания ArrayList в Java и их использования. Я попытался предоставить как можно больше примеров, чтобы проиллюстрировать различные возможные операции в Java ArrayList. Пожалуйста, дайте мне знать, если вам нужны другие примеры Java ArrayList, и я добавлю их здесь.

Java ArrayList Пример 1: Как создать ArrayList

Вы можете использовать ArrayList в Java с Generics или без него, оба допускаются универсальными версиями, рекомендуется из-за повышенной безопасности типов.

В этом примере мы создадим ArrayList из String. Этот ArrayList разрешит только String и выдаст ошибку компиляции, если мы попытаемся использовать любой другой объект, кроме String. Если вы заметили, что вам нужно указать тип справа и слева от выражения, в Java 1.7, если вы используете оператор diamond, угловая скобка, вам нужно указать только слева. Это может сэкономить много места, если вы определяете ArrayList для вложенных типов.

Java ArrayList Пример 2: Как добавить элемент в ArrayList

Вы можете добавить элементы в ArrayList, вызвав метод add (). Поскольку мы используем Generics, а это ArrayList из String, вторая строка приведет к ошибке компиляции, поскольку этот ArrayList будет разрешать только элементы String.

Java ArrayList Пример 3: Как найти размер ArrayList

Размер ArrayList в Java — это общее количество элементов, хранящихся в настоящее время в ArrayList. Вы можете легко найти несколько элементов в ArrayList, вызвав для него метод size (). Помните, что это может отличаться от длины массива, который поддерживает ArrayList. На самом деле резервный массив всегда имеет большую длину, чем размер ArrayList, поэтому он может хранить больше элементов.

Java ArrayList Пример 4: Проверка индекса элемента в Java ArrayList

Вы можете использовать the indexOf() ArrayList, чтобы узнать индекс определенного объекта. Когда вы используете этот метод, ArrayList внутренне использует метод equals () для поиска объекта, поэтому убедитесь, что ваш элемент реализует equals()
и hashCode() или иначе будет использоваться реализация по умолчанию класса Object, которая сравнивает объект на основе расположения в памяти.

Как получить элемент из ArrayList в цикле

Много раз нам нужно пройти по ArrayList и выполнить некоторые операции с каждым найденным элементом. Вот два способа сделать это без использования Iterator. Мы увидим использование Iterator в следующем разделе.

Источник

Русские Блоги

структура данных java (3) ArrayList Vector

Во-первых, что такое ArrayList

Два, как использовать ArrayList

Самый простой пример:

Это простой пример: хотя он не содержит всех методов ArrayList, он может отражать наиболее распространенное использование ArrayList.

В-третьих, важные методы и свойства ArrayList

Если вы используете экземпляр, возвращаемый методом ArrayList.Synchronized, вам не нужно учитывать синхронизацию потоков. Сам этот экземпляр является потокобезопасным. Фактически, ArrayList реализует внутренний класс, который гарантирует синхронизацию потоков. ArrayList.Synchronized возвращает этот класс. Например, каждый атрибут в нем использует ключевое слово lock для обеспечения синхронизации потоков.

Add、AddRange、Remove、RemoveAt、RemoveRange、Insert、InsertRange
Эти методы похожи

TrimSize метод
Этот метод используется для привязки ArrayList к размеру фактического элемента. Когда определено, что элемент динамического массива не добавляется, этот метод может быть вызван для освобождения свободной памяти.

ToArray метод
Этот метод копирует элементы ArrayList в новый массив.

ArrayList и преобразование массива

Это не то же самое, что массив, потому что он может быть преобразован в массив объектов. Раньше добавление различных типов элементов в ArrayList не было ошибочным, но при вызове метода ArrayList либо передавайте тип, либо тип объекта, чтобы все элементы могли быть преобразованы правильно, в противном случае Выдает исключение, которое не может быть преобразовано.

В-четвертых, наилучшее использование рекомендаций ArrayList

В этом разделе мы обсудим разницу между ArrayList и array, а также эффективность ArrayList.

Влияние внутреннего типа объекта
Для общих ссылочных типов эта часть воздействия невелика, но для типов значений добавление и изменение элементов в ArrayList приведет кБокс и распаковкаЧастые операции могут частично повлиять на эффективность. Но для большинства людей большинство приложений используют массивы типов значений. Невозможно устранить этот эффект.Если вы не воспользуетесь им, вам придется понести часть потери эффективности, но эта часть потерь не будет большой.

Пять, Вектор

Vector использует синхронизированные методы синхронизации (такие как добавление, вставка, удаление, установка, равенство, хэш-код и т. Д.), Поэтому он является потокобезопасным и имеет худшую производительность, чем ArrayList.
СсылкаКогда в структуре данных java следует использовать Vector и ArrayList?
① Все методы Vector являются синхронными, что приводит к потере производительности.
② Вектор появился в более ранней версии.
③ Начальная длина вектора равна 10, и она увеличивается со скоростью 100%, когда превышает длину, что потребляет больше памяти, чем ArrayList.
Как правило, при реальной разработке мы в основном обеспечиваем потокобезопасность, блокируя серию операций, то есть объединяя множество ресурсов, которые необходимо синхронизировать (например, помещая К тому же методу или блоку кода) для блокировки для обеспечения безопасности потоков, чтобы ресурсы, необходимые для обеспечения безопасности потоков, регулировались, и блокировка использовалась одновременно. Например:

Если несколько потоков выполняют метод одновременно, вы можете знать
Понятно, что сам метод заблокирован, и безопасность потока может быть гарантирована, поэтому нет необходимости в векторе для блокировки самого метода. Если в этом случае все еще используется вектор, это вызовет дополнительные накладные расходы на блокировку.
Используйте CopyOnWriteArrayList для справки.Как потокобезопасный обход List: Vector, CopyOnWriteArrayList

Источник