java集合（2）—ArrayList

内容导读

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内容图文

越努力越幸运！

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。 

内容总结

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