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ArrayList
ArrayList 是 java 集合框架中比较常用的数据结构了。继承自 AbstractList,实现了 List 接口。底层基于数组实现容量大小动态变化。允许 null 的存在。同时还实现了 RandomAccess、Cloneable、Serializable 接口,所以ArrayList 是支持快速访问、复制、序列化的。
一.ArrayList 的特点
1.ArrayList 底层基于数组实现容量大小动态可变。 默认初始容量大小为 10;
2.扩容机制为首先扩容为原始容量的 1.5 倍。如果1.5倍太小的话,则将我们所需的容量大小赋值给 newCapacity,
3.如果1.5倍太大或者我们需要的容量太大,那就直接拿
newCapacity = (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ? Integer.MAX_VALUE : MAX_ARRAY_SIZE
来扩容。4.扩容之后是通过数组的拷贝来确保元素的准确性的,所以尽可能减少扩容操作。 ArrayList 的最大存储能力:Integer.MAX_VALUE。 size 为集合中存储的元素的个数。elementData.length 为数组长度,表示最多可以存储多少个元素。 5.如果需要边遍历边 remove ,必须使用 iterator。且 remove 之前必须先 next,next 之后只能用一次 remove。
二.ArrayList 的get操作
public E get(int index) {
rangeCheck(index);
return elementData(index);
}
由于 ArrayList 底层是基于数组实现的,所以获取元素就相当简单了,直接调用数组随机访问即可。
三.ArrayList 的add操作
public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;
// overflow-conscious code
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
由此可见:每次添加元素到集合中时都会先确认下集合容量大小。然后将 size 自增 1。ensureCapacityInternal 函数中判断如果 elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA 就取 DEFAULT_CAPACITY 和 minCapacity 的最大值也就是 10。这就是 EMPTY_ELEMENTDATA 与 DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA 的区别所在。同时也验证了上面的说法:使用无惨构造函数时是在第一次添加元素时初始化容量为 10 的。ensureExplicitCapacity 中对 modCount 自增 1,记录操作次数,然后如果 minCapacity 大于 elementData 的长度,则对集合进行扩容。显然第一次添加元素时 elementData 的长度为零。那我们来看看 grow 函数。
private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
// minCapacity is usually close to size, so this is a win:
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
四.ArrayList 的常见面试题
1.面试官:ArrayList的读写效率
答:ArrayList 是线性表(数组)
get() 直接读取第几个下标,复杂度 O(1)
add(E) 添加元素,直接在后面添加,复杂度O(1)
add(index, E) 添加元素,在第几个元素后面插入,后面的元素需要向后移动,复杂度O(n)
remove()删除元素,后面的元素需要逐个移动,复杂度O(n)
2.面试官:ArrayList和LinkedList的区别?
答:1.ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构,LinkedList基于链表的数据结构。
2.对于随机访问get和set,ArrayList觉得优于LinkedList,因为LinkedList要移动指针。
3.对于新增和删除操作add和remove,LinedList比较占优势,因为ArrayList要移动数据。