如何在列表数据结构中编写 clear() 方法？

Question

我最近阅读了一些框架源代码，并注意到他们编写了类似列表的数据结构的 clear() 方法。 一个一个地删除元素。

while (_arr.length > 0 )
{

    remove(_arr[0]);

}       

（也许上面看起来有点混乱，但这是因为该语言本身的原生数组类型是动态数组） 或

 for (int i = 0; i < size; i++)
  { elementData[i] = null;}
 size = 0;

但我记得我写过一些这样的代码。 列表修饰了原生数组类型，我写了这样的 clear() 方法。

 _arr=new Array();
 _size=0;

直接实例化一个新的原生数组类型。

并且此代码是用具有垃圾收集功能的语言编写的。 所以我认为所有元素最终都会被收集，那么为什么需要一个循环？新的会很快吗？

Answer 1

我想动机是重新使用现有的支持数组，而不是分配一个新的。这一点很重要，尤其是当后备数组非常大时（在极少数情况下，这甚至可能意味着在旧数组被垃圾回收之前无法分配新数组）。

分配一个新数组（并对旧数组进行垃圾回收）可能比迭代现有数组并将所有元素的引用设置为null 更耗时。

编辑：如 cmets 中所述，在基于 List 的数组中设置对 null 的引用是不够的。您还必须指出List 是空的。在java.util.ArrayList 中，这是通过将size 属性设置为0 来完成的。

Answer 2

在某些情况下，清除和重用支持数组更有效。 （显然，您需要一个 size 字段，并且需要在清除列表时将其设置为零！）

• 清空可减少清空列表时产生的垃圾。
• 如果您逐步增加列表（即没有capacity 提示），清除也会减少重新分配产生的垃圾。

但另一方面，clear 并不总是一个好主意。例如；

• 如果您在 ArrayList 上调用 clear，则后备数组的大小将保持与列表已满时相同的大小。如果列表很长，则数组可能会很大。如果您不再需要列表那么长，那么大数组会浪费大量空间。

• 无论如何，GC 必须检查ArrayList 的后备数组中的每个单元格，无论size 字段的当前值如何。它需要将整个数组复制到“to”空间。

• 这也意味着您需要将null 分配给“已清除”的单元格以避免内存泄漏。

• 如果您不断将“新”对象放入大型“旧”数组中，则可能会因代际和/或位置因素而出现次要性能问题。

简而言之，如果一个数组支持的列表很可能在多个 GC 循环中存活，那么清除（即清除和重用支持数组的过程）是一个可疑的命题。

Answer 3

可能应该是评论，但我认为它不适合。

还有一个事实是besides 分配一个数组可能太昂贵了并且清除以前的数组会更便宜，还有一个事实是以new byte[100] 的形式分配一个数组或任何必须做的内容归零，这也可能很昂贵。

因此在 java-9 中 String 连接使用 UNSAFE.allocateUninitializedArray 专门表示 Allocates an array of a given type, but does not do zeroing. 并且当然还添加：

此方法只应在极少数情况下使用，即高性能代码完全覆盖目标数组，并且编译器无法帮助消除归零。在绝大多数情况下，应该改用普通的 Java 分配。

这就是实际方法的样子：

    @ForceInline
    private static byte[] newArray(int length, byte coder) {
        return (byte[]) UNSAFE.allocateUninitializedArray(byte.class, length << coder);
    }

这只是为了证明在某些情况下创建数组实际上太昂贵而不创建数组更便宜。特别是因为数组 可能 需要连续的内存分配 - 但这不是规范要求的。

Answer 4

同意@Eran 关于创建新数组或重新使用现有数组的回应！

我想在此处添加更多信息。

clear()的源码如下：

public void clear() {
    modCount++;
    for (int i = 0; i < size; i++)
        elementData[i] = null;

    size = 0;
}

removeAll() 的源代码（在 AbstractCollection 中定义）：

public boolean removeAll(Collection<?> c) {
    boolean modified = false;
    Iterator<?> e = iterator();
    while (e.hasNext()) {
        if (c.contains(e.next())) {
            e.remove();
            modified = true;
        }
    }
    return modified;
}

clear() 当然更快，因为它不必处理所有这些额外的调用。所以最好将元素设置为null而不是删除它。

Answer 5

在我看来，当创建一个新数组并用零实例化它时，它应该更慢。在这种情况下，初始化和迭代完成以设置默认值。在使用现有数组的情况下，只完成迭代位。因此，使用现有数组并对其进行迭代应该更快。

在我们的项目中，我们经常在长时间运行的批处理过程中的一些计算过程中创建数组对象。创建一个池后，您可以从中获取并在使用后返回显示显着的改进。

Answer 6

两者都没有。只需将_arr 设置为一个空数组。出于效率原因，您当然不应该在循环中调用remove()，并且将所有元素设置为null在语义上是不正确的。