JDK之集合乱序源码分析
在JAVA的JDK中Collections类提供了shuffle方法用来对给定的集合参数进行乱序重排,之前面试也被问到过类似的问题,看了一下JDK的源码实现做个记录
1. 方法签名:
Collections.shuffle方法提供了两个重载的形式分别为:
1. public static void shuffle(List<?> list)
2. public static void shuffle(List<?> list, Random rnd)
在实现上,第一个方法中new了Random对象,然后调用第二个方法,所以我们来看第二重载形式的实现。全部代码如下:
public static void shuffle(List<?> list, Random rnd) {
int size = list.size();
if (size < SHUFFLE_THRESHOLD || list instanceof RandomAccess) {
for (int i=size; i>1; i--)
swap(list, i-1, rnd.nextInt(i));
} else {
Object arr[] = list.toArray(); // Shuffle array
for (int i=size; i>1; i--)
swap(arr, i-1, rnd.nextInt(i)); // Dump array back into list
// instead of using a raw type here, it's possible to capture
// the wildcard but it will require a call to a supplementary
// private method
ListIterator it = list.listIterator();
for (int i=0; i<arr.length; i++) {
it.next();
it.set(arr[i]);
}
}
}
代码解释:
SHUFFLE_THRESHOLD 为Collections类中的静态变量,类型为整形,默认为
if判断中,首先判断要乱序的集合大小,如果集合大小<5,或者集合类型实现了RandomAccess接口,则直接调用集合交换方法。
RandomAccess是一个空接口,个人的理解和Serializable接口一样,起到一个标识的作用,在这里标识集合类是否支持随机访问。
如果支持则随机访问,或者元素个数<5,则直接调用集合交换的swap方法来交换元素(毕竟即使集合不支持RandomAccess,5个
之内的元素交换也不会影响什么性能)。
再看一下集合元素交换的方法:
public static void swap(List<?> list, int i, int j) {
final List l = list;
l.set(i, l.set(j, l.get(i)));
}
就这么两行代码,不过这里有一点没看懂的是:为什么要声明一个final类型的List来接收参数中的List对象?不明白
交换的规则也很简单,变量 i 是循环内获取的集合的size值-1,也就是集合的最后一个元素,将最后一个元素的值
设置为集合中位置 j 的值,j 的值是random.nextInt(i)来随机获取的集合中的某个位置索引。
所以交换规则就是:
循环,每次将数组的最后一个元素和一个随机获取到的元素进行交换。
再来看else分支中:
能进到else分支,说明集合对象没有实现RandomAccess接口,比如LinkedList没有实现RandomAccess,因为
数据结构的特性,如果访问LinkedList中的元素只能遍历,如果元素多,访问的元素还靠后,访问性能很差,所以JDK在这里
将集合首先转为数组,然后调用数组的元素交换方法,交换规则和之前的规则一样。因为数组有下标,支持随机访问,
所以这样乱序会提高性能。
private static void swap(Object[] arr, int i, int j) {
Object tmp = arr[i];
arr[i] = arr[j];
arr[j] = tmp;
}
数组元素交换方法如上。
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