如何在C语言中实现一个线程安全的List数据结构 (如何在c语言中添加音乐)

在Java中， CopyOnWriteArrayList 是一个线程安全的List实现，它通过在每次修改时创建底层数组的一个新副本来实现线程安全。

c线程安全list

在多线程编程中，确保数据结构的线程安全性是非常重要的，Java中的List接口本身并不是线程安全的，但在实际应用中可以通过多种方式来实现线程安全的List，本文将详细介绍几种常见的实现方法，包括、 Collections.synchronizedList 和CopyOnWriteArrayList，并分析它们的性能和使用场景。

一、Vector

Vector是Java集合框架中的一个类，它实现了List接口并且是同步的（线程安全），Vector的大多数方法都通过synchronized关键字进行同步，这意味着同一时刻只有一个线程能够访问Vector的实例。

2. 特点

线程安全 ：所有公有方法都是同步的。

动态增长 ：当容量不足时，会自动增长。

性能较低 ：由于每个方法都进行了同步，因此在高并发环境下性能较低。

3. 使用示例

import java.util.Vector;public class VectorExample {public static void main(String[] args) {Vector vector = new Vector<>();for (int i = 0; i < 100; i++) {vector.add(i);}System.out.println("Vector size: " + vector.size());}}

4. 适用场景

适用于需要动态增长且对性能要求不高的线程安全列表。

二、Collections.synchronizedList

Collections.synchronizedList是一种通用的方式来创建一个线程安全的List，它将一个普通的List包装在一个同步的包装器中，使得所有的操作都变成同步的。

2. 特点

灵活性 ：可以将任何List转换为线程安全的List。

性能适中 ：同步代码块的方式比Vector更高效，但仍然存在一定的性能开销。

简单易用 ：只需一行代码即可将普通List变为线程安全的List。

3. 使用示例

import java.util.ArrayList;import java.util.Collections;import java.util.List;public class SynchronizedListExample {public static void main(String[] args) {List list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());for (int i = 0; i < 100; i++) {list.add(i);}System.out.println("SynchronizedList size: " + list.size());}}

4. 适用场景

适用于需要将现有List转换为线程安全的场景，特别是当需要细粒度控制锁时。

三、CopyOnWriteArrayList

CopyOnWriteArrayList是java.util.concurrent包中的一个线程安全的List实现，它在写操作时会复制整个底层数组，并在新数组上进行修改，然后再将原数组指向新数组。

2. 特点

读操作无需加锁 ：提高了读取性能。

写操作较慢 ：每次写操作都会复制整个数组，因此写操作性能较低。

适合读多写少的场景 ：由于读操作无需加锁，因此在读多写少的情况下表现优异。

3. 使用示例

import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;public class CopyOnWriteArrayListExample {public static void main(String[] args) {CopyOnWriteArrayList copyList = new CopyOnWriteArrayList<>();for (int i = 0; i < 100; i++) {copyList.add(i);}System.out.println("CopyOnWriteArrayList size: " + copyList.size());}}

4. 适用场景

适用于读多写少的场景，如缓存实现或配置信息存储等。

四、性能对比与选择建议

特性	Collections.synchronizedList	CopyOnWriteArrayList
读操作	同步	同步	非同步
写操作	同步	同步	非同步
动态增长	支持	支持	支持
性能	低	中等	高（读）
适用场景	低并发	一般并发	读多写少

根据具体需求选择合适的线程安全List实现：

如果需要动态增长且对性能要求不高，可以选择Vector。

如果需要将现有List转换为线程安全且需要细粒度控制锁，可以选择Collections.synchronizedList。

如果读多写少，可以选择CopyOnWriteArrayList以提高读取性能。

五、常见问题解答

Q1：为什么ArrayList在多线程环境下不安全？

A1：ArrayList在多线程环境下不安全是因为其内部的方法不是线程安全的，add方法在扩容时可能会引发并发修改异常（ConcurrentModificationException），并且在多线程同时修改ArrayList时可能会出现数据不一致的情况。

Q2：CopyOnWriteArrayList如何保证线程安全？

A2：CopyOnWriteArrayList通过在写操作时复制整个底层数组，并在新数组上进行修改，然后再将原数组指向新数组来实现线程安全，这种方式保证了读操作和写操作不会相互影响，从而提高了读取性能。

选择合适的线程安全List实现需要根据具体的应用场景来决定，了解每种实现的特点和适用场景有助于在实际应用中做出最佳选择。

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用C语言实现线性表的基本操作，能创建一个基于学生信息管理的链表，至少包含数据输入、数据输出、数据处理等操作。在主函数里能实现以下功能。

/*头文件*/ #include #include #include /*其它说明*/ #include /*字符串函数*/ #include /*内存操作函数*/ #include /*字符操作函数*/ #include /*动态地址分配函数*/ #define LEN sizeof(STUDENT) typedef struct stu /*定义结构体数组用于缓存数据*/ {char num[6]; char name[5]; int score[3]; int sum; float average; int order; struct stu *next; }STUDENT;

/*函数原型*/ STUDENT *init(); /*初始化函数*/ int menu_select(); /*菜单函数*/ STUDENT *create(); /*创建链表*/ void print(STUDENT *head); /* 显示全部记录*/ void search(STUDENT *head); /*查找记录*/ STUDENT *delete(STUDENT *head); /*删除记录*/ STUDENT *sort(STUDENT *head); /*排序*/ STUDENT *insert(STUDENT *head,STUDENT *new); /*插入记录*/ void save(STUDENT *head); /*保存文件*/ STUDENT *load(); /*读文件*/

/*主函数界面*/ main() {STUDENT *head,new; head=init(); /*链表初始化,使head的值为NULL*/ for(;;) /*循环无限次*/ {switch(menu_select()) { case 1:head=create();break; case 2:print(head);break; case 3:search(head);break; case 4:head=delete(head);break; case 5:head=sort(head);break; case 6:head=insert(head,&new);break; /*&new表示返回地址*/ case 7:save(head);break; case 8:head=load(); break; case 9:exit(0); /*如菜单返回值为9则程序结束*/ } } }

/*初始化函数*/ STUDENT *init() { return NULL; /*返回空指针*/ }

/*菜单选择函数*/ menu_select() {int n; struct date d; /*定义时间结构体*/ getdate(&d); /*读取系统日期并把它放到结构体d中*/ printf(\n按任一键进入主菜单...... \npress any key to enter the menu......); /*按任一键进入主菜单*/ getch(); /*从键盘读取一个字符,但不显示于屏幕*/ clrscr(); /*清屏*/ printf(********************************************************************************\n); printf(\t\t 欢迎 Welcome to\n); printf(\n\t\t\t 使用学生管理系统1.0\n\n\t\t\t\t\t-----------景炎中学计算机组WJQ\n); printf(*************************************MENU***************************************\n); printf(\t\t\t1. 输入学生成绩记录 Enter the record\n); /*输入学生成绩记录*/ printf(\t\t\t2. 显示 Print the record\n); /*显示*/ printf(\t\t\t3. 寻找 Search record on name\n); /*寻找*/ printf(\t\t\t4. 删除 Delete a record\n); /*删除*/ printf(\t\t\t5. 排序 Sort to make new a file\n); /*排序*/ printf(\t\t\t6. 插入 Insert record to list\n); /*插入*/ printf(\t\t\t7. 保存 Save the file\n); /*保存*/ printf(\t\t\t8. 读取 Load the file\n); /*读取*/ printf(\t\t\t9. 退出 Quit\n); /*退出*/ printf(\n\t\t 制作吴俊遒WJQ Made by Wu Junqiu.\n); printf(********************************************************************************\n); printf(\t\t\t\t当前系统日期:%d\\%d\\%d\n,_year,_mon,_day); /*显示当前系统日期*/ do{ printf(\n\t\t\t输入你的选择Enter your choice(1~9):); scanf(%d,&n); }while(n<1||n>9); /*如果选择项不在1~9之间则重输*/ return(n); /*返回选择项，主函数根据该数调用相应的函数*/ }

/*输入函数*/ STUDENT *create() {int i,s; STUDENT *head=NULL,*p; /* 定义函数.此函数带回一个指向链表头的指针*/ clrscr(); for(;;) {p=(STUDENT *)malloc(LEN); /*开辟一个新的单元*/ if(!p) /*如果指针p为空*/ {printf(\n输出内存溢出. Out of memory.); /*输出内存溢出*/ return (head); /*返回头指针,下同*/ } printf(输入学号Enter the num(0:list end):); scanf(%s,p->num); if(p->num[0]==0) break; /*如果学号首字符为0则结束输入*/ printf(输入名字Enter the name:); scanf(%s,p->name); printf(请输入3门成绩Please enter the %d scores\n,3); /*提示开始输入成绩*/ s=0; /*计算每个学生的总分，初值为0*/ for(i=0;i<3;i++) /*3门课程循环3次*/ { do{ printf(成绩score%d:,i+1); scanf(%d,&p->score[i]); if(p->score[i]<0 || p->score[i]>100) /*确保成绩在0~100之间*/ printf(数据错误,请重新输入||c==N) break; /*如果不删除,则跳出本循环*/ if(c==y||c==Y) { if(p1==head) /*若p1==head，说明被删结点是首结点*/ head=p1->next; /*把第二个结点地址赋予head*/ else p2->next=p1->next; /*否则将一下结点地址赋给前一结点地址*/ n=n-1; printf(\n学号为(Num): %s 学生以被删除(student have been deleted.)\n,s); printf(别忘了保存. Dont forget to save.\n);break; /*删除后就跳出循环*/ } } } else printf(\n没有这个学生在表上\nThere is no num %s student on the list.\n,s); /*找不到该结点*/ return(head); }

/*排序函数*/ STUDENT *sort(STUDENT *head) {int i=0; /*保存名次*/ STUDENT *p1,*p2,*t,*temp; /*定义临时指针*/ temp=head->next; /*将原表的头指针所指的下一个结点作头指针*/ head->next=NULL; /*第一个结点为新表的头结点*/ while(temp!=NULL) /*当原表不为空时，进行排序*/ { t=temp; /*取原表的头结点*/ temp=temp->next; /*原表头结点指针后移*/ p1=head; /*设定移动指针p1，从头指针开始*/ p2=head; /*设定移动指针p2做为p1的前驱，初值为头指针*/ while(t->averageaverage&&p1!=NULL) /*作成绩平均分比较*/ { p2=p1; /*待排序点值小，则新表指针后移*/ p1=p1->next; } if(p1==p2) /*p1==p2，说明待排序点值大，应排在首位*/ { t->next=p1; /*待排序点的后继为p*/ head=t; /*新头结点为待排序点*/ } else /*待排序点应插入在中间某个位置p2和p1之间，如p为空则是尾部*/ { t->next=p1; /*t的后继是p1*/ p2->next=t; /*p2的后继是t*/ } } p1=head; /*已排好序的头指针赋给p1，准备填写名次*/ while(p1!=NULL) /*当p1不为空时，进行下列操作*/ { i++; /*结点序号*/ p1->order=i; /*将结点序号赋值给名次*/ p1=p1->next; /*指针后移*/ } printf(排序成功 Sorting is sucessful.\n); /*排序成功*/ return (head); }

/*插入记录函数*/ STUDENT *insert(STUDENT *head,STUDENT *new) {STUDENT *p0,*p1,*p2; int n,sum1,i; p1=head; /*使p1指向第一个结点*/ p0=new; /*p0指向要插入的结点*/ printf(\nPlease enter a new record.\n); /*提示输入记录信息*/ printf(输入学号Enter the num:); scanf(%s,new->num); printf(输入名字Enter the name:); scanf(%s,new->name); printf(Please enter the %d scores.\n,3); sum1=0; /*保存新记录的总分，初值为0*/ for(i=0;i<3;i++) { do{ printf(成绩score%d:,i+1); scanf(%d,&new->score[i]); if(new->score[i]>100||new->score[i]<0) printf(数据错误Data error,please enter again.\n); }while(new->score[i]>100||new->score[i]<0); sum1=sum1+new->score[i]; /*累加各门成绩*/ } new->sum=sum1; /*将总分存入新记录中*/ new->average=(float)sum1/3; new->order=0; if(head==NULL) /*原来的链表是空表*/ {head=p0;p0->next=NULL;} /*使p0指向的结点作为头结点*/ else {while((p0->averageaverage)&&(p1->next!=NULL)) {p2=p1; /*使p2指向刚才p1指向的结点*/ p1=p1->next; /*p1后移一个结点*/ } if(p0->average>=p1->average) {if(head==p1)head=p0; /*插到原来第一个结点之前*/ else p2->next=p0; /*插到p2指向的结点之后*/ p0->next=p1;} else {p1->next=p0;p0->next=NULL;} /*插到最后的结点之后*/ } n=n+1; /*结点数加1*/

ArrayList,LinkedList,Set的区别是什么?

ArrayList 实现List接口 ,随着向 ArrayList 中不断添加元素，其容量也自动增长对于处理一列数据项,Java提供了两个类ArrayList和LinkedList, ArrayList的内部实现是基于内部数组Object[], 所以从概念上讲,它更象数组，但LinkedList的内部实现是基于一组连接的记录,所以,它更象一个链表结构，所以,它们在性能上有很大的差别。在ArrayList的前面或中间插入数据时,你必须将其后的所有数据相应的后移,这样必然要花费较多时间，所以,当你的操作是在一列 数据的后面添加数据而不是在前面或中间,并且需要随机地访问其中的元素时,使用ArrayList会提供比较好的性能而访问链表中的某个元素时,就必须从链表的一端开始沿着连接方向一个一个元素地去查找,直到找到所需的元素为止，所以,当你的操作是在一列数据的前面或中间添加或删除数据,并且按照顺序访问其中的元素时,就应该使用LinkedList了Set一个不包含重复元素的容器

arraylist和linkedlist的区别和使用场景

1、ArrayList是基于数组实现的，其构造函数为：private transient Object[] elementData;private int size;ArryList初始化时，elementData数组大小默认为10；每次add（）时，先调用ensureCapacity（）保证数组不会溢出，如果此时已满，会扩展为数组length的1.5倍+1，然后用的方法，将原数组拷贝到新的数组中；ArrayList线程不安全，Vector方法是同步的，线程安全；2、LinkedList是基于双链表实现的：Object element;Entry next,previous;初始化时，有个header Entry，值为null；使用header的优点是：在任何一个条目（包括第一个和最后一个）都有一个前置条目和一个后置条目，因此在LinkedList对象的开始或者末尾进行插入操作没有特殊的地方；使用场景：（1）如果应用程序对各个索引位置的元素进行大量的存取或删除操作，ArrayList对象要远优于LinkedList对象；( 2 ) 如果应用程序主要是对列表进行循环，并且循环时候进行插入或者删除操作，LinkedList对象要远优于ArrayList对象；