在编程领域，高效的数据操作通常是一项关键要求。Java 作为最流行的编程语言之一，提供了各种工具和接口来帮助有效地实现这一目标。其中一个接口是RandomAccess 接口，它在实现对数据结构的随机访问方面发挥着至关重要的作用。在本节中，我们将深入了解 Java 中的随机访问世界，探讨 RandomAccess 接口是什么、它是如何工作的，并提供实际示例来说明其用法。
RandomAccess 接口是 Java 中的标记接口，这意味着它不声明自己的任何方法。相反，它充当标记来指示实现它的类支持高效的随机访问操作。通过实现此接口，类本质上告诉 Java 它可以提供对元素的更快访问，通常使用索引或键。
使用 RandomAccess 接口的主要原因是表明类已针对随机访问优化了其数据结构。此信息对于依赖于高效随机访问的算法和数据结构可能是有益的。当一个类实现 RandomAccess 时，它表明通过索引或键访问元素之类的操作将快速高效。
- 随机访问列表是一个列表，您可以在其中以恒定且更快的速度访问任何随机数据，
- 而顺序列表是您必须顺序迭代之前的所有项目，才能访问任何特定项目。
ArrayList vs. LinkedList
- RandomAccess是一个表明数据结构具有快速检索时间的接口。对于 ArrayList，如果我们调用 ArrayList.get(x)，则获取位置 x 处的元素所需的时间非常快（运行时间为 O(1)）。
- LinkedList不实现 RandomAccess。如果我们调用 LinkedList.get(x)，检索该元素将花费相当长的时间（O(n) 运行时间）。使用for没有意义
根据JDK文档，实现了随机接口以后，使用get方法要快：
for (int i=0, n=list.size(); i < n; i++)
list.get(i);
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上面循环比下面快:
for (Iterator i=list.iterator(); i.hasNext(); )
i.next();
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案例
假设我们有一个很大的数据列表，并且我们希望经常访问随机索引处的元素。如果用于存储此列表的数据结构实现 RandomAccess 接口，那么与非 RandomAccess 数据结构相比，我们可以预期更快的性能。
在此示例中，我们将创建一个实现 RandomAccess 接口的自定义类，以有效地存储整数列表。然后我们将比较有接口和没有接口的随机访问性能。
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.RandomAccess;
// 定义一个实现 RandomAccess 接口的自定义类 ；
class CustomList implements RandomAccess {
private List<Integer> data;
// Constructor to initialize the data list
public CustomList() {
data = new ArrayList<>();
}
// Method to add an element to the custom list
public void add(int element) {
data.add(element);
}
// Method to get an element at a specified index
public int get(int index) {
return data.get(index);
}
}
// Main class to demonstrate random access with CustomList
public class RandomAccessDemo {
public static void main(String[] args) {
// Create an instance of CustomList
CustomList customList = new CustomList();
// 用 100 万个整数填充自定义列表 ；
for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
customList.add(i);
}
// Measure the start time
long startTime = System.nanoTime();
// 使用随机索引访问元素 ；
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
// 在自定义列表范围内生成随机索引
int index = new Random().nextInt(1000000);
// 读取随机索引的元素；
customList.get(index);
}
// Measure the end time
long endTime = System.nanoTime();
// Calculate the duration (time taken)
long duration = endTime - startTime;
// Print the time taken with RandomAccess
System.out.println("Time taken with RandomAccess: " + duration + " ns");
}
}
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在此程序中，我们创建一个实现 RandomAccess 接口的 CustomList 类。我们用一百万个整数填充它，然后使用 get 方法访问随机索引处的元素。我们测量这些随机访问操作所花费的时间。
现在，让我们比较一下使用和不使用 RandomAccess 接口的随机访问性能。
确切的时间值取决于计算机的性能，但您应该观察到使用 RandomAccess 时的访问时间比不使用时要快。
这证明了在处理支持高效随机访问的数据结构时使用 RandomAccess 接口的优势。
结论
Java 中的 RandomAccess 接口是优化数据结构随机访问操作的强大工具。通过实现此接口，类表明它们旨在提供对其元素的有效访问，使它们非常适合在随机访问是常见要求的场景中使用。理解和利用 RandomAccess 接口可以显着提高 Java 应用程序的性能，尤其是在处理大型数据集或频繁访问的集合时。