Java编程：RandomAccess接口

Posted 2022-06-07 志波同学

RandomAccess 是一个标记接口，标识实现该接口的类支持快速随机访问。

一、随机访问和串行访问

举个例子：在 Java 中，有 ArrayList 和 LinkedList 两种数据类型。

• ArrayList 是基于数组实现的，可以通过数组下表灵活的访问列表中的任意元素。像 ArrayList 这种设计，我们就称之为随机访问。

• LinkedList 是基于 next 引用实现的，只能通过串行的方式，从头到尾逐个查找目标元素。像 LinkedList 这种设计，我们称之为串行访问。

二、快速随机访问

根据 RandomAccess 的注释理解，如果“代码一”的执行速度比“代码二”快，则应该实现 RandomAccess 接口。

换句话说，如果集合类（List）实现了 RandomAccess 接口，则采用“代码一”的方式能够获得更高的执行效率。这也是为什么阿里巴巴的代码规约中推荐使用“代码一”的方式进行集合遍历。

	代码一：
	for (int i=0, n=list.size(); i < n; i++)
    	list.get(i);
    	
    代码二：
    for (Iterator i=list.iterator(); i.hasNext(); )
    	i.next();

通过查看源代码，我们会发现 ArrayList 实现了 RandomAccess 接口，LinkedList 则没有实现，具体原因我们可以分析一个两个类的 get 方法，在这里我们不进行具体分析，大家自己看源码哈。

三、源代码

package java.util;

/**
 * Marker interface used by <tt>List</tt> implementations to indicate that
 * they support fast (generally constant time) random access.  The primary
 * purpose of this interface is to allow generic algorithms to alter their
 * behavior to provide good performance when applied to either random or
 * sequential access lists.
 * 翻译：被 List 实现类使用的标记接口，标识该类支持快速随机访问（通常是常量访问时间）。
 * 该接口的主要目的是在进行随机或者串行访问 list 时，允许算法修改他们的行为来获得更好的
 * 性能。
 *
 * <p>The best algorithms for manipulating random access lists (such as
 * <tt>ArrayList</tt>) can produce quadratic behavior when applied to
 * sequential access lists (such as <tt>LinkedList</tt>).  Generic list
 * algorithms are encouraged to check whether the given list is an
 * <tt>instanceof</tt> this interface before applying an algorithm that would
 * provide poor performance if it were applied to a sequential access list,
 * and to alter their behavior if necessary to guarantee acceptable
 * performance.
 * 翻译：将随机访问 lists（如 ArrayList）的最好算法应用于顺序访问 lists（如 LinkedList）
 * 时，可能会产生二次行为（我的理解：这里的二次行为指的是通过遍历 LinkedList ，找到目标对象，
 * 这比通过 ArrayList 银锁直接获取目标对象，多了一个遍历行为，这个遍历行为就是二次行为）。
 * 
 * 如果将随机访问算法应用于串行访问 list 时，将会产生较差的性能。鼓励通用列表算法在应用之前，
 * 先检查 List 是否实现了 RandomAccess 接口，如果实现该接口，则采用快速随机访问法进行遍历，
 * 否则使用迭代器的方式进行访问。
 *
 * <p>It is recognized that the distinction between random and sequential
 * access is often fuzzy.  For example, some <tt>List</tt> implementations
 * provide asymptotically linear access times if they get huge, but constant
 * access times in practice.  Such a <tt>List</tt> implementation
 * should generally implement this interface.  As a rule of thumb, a
 * <tt>List</tt> implementation should implement this interface if,
 * for typical instances of the class, this loop:
 * algorithm1:
 * <pre>
 *     for (int i=0, n=list.size(); i &lt; n; i++)
 *         list.get(i);
 * </pre>
 * runs faster than this loop:
 * algorithm2:
 * <pre>
 *     for (Iterator i=list.iterator(); i.hasNext(); )
 *         i.next();
 * </pre>
 * 翻译：人们认识到随访访问和串行访问的区别通过是模糊的。例如，如果 List 变得很大，
 * 则提供渐近线性的访问时间，然而在实践中基本上是常量访问时间，像这样的 List 应该实现
 * RandomAccess 接口。根据经验，如果“算法一”的访问速度比“算法二”快，则 List 应该实现
 * RandomAccess 接口。
 * <p>This interface is a member of the
 * <a href="@docRoot/../technotes/guides/collections/index.html">
 * Java Collections Framework</a>.
 *
 * @since 1.4
 */
public interface RandomAccess 

在 Java 中，每一个类文件都是大牛们不断总结和提炼出来的，都值得我们认真学习和思考。文章内容仅代表个人观点，如有不正之处，欢迎批评指正，谢谢大家。