JAVA面试题 手写ArrayList的实现,在笔试中过关斩将?

面试官Q1:可以手写一个ArrayList的简单实现吗?

我们都知道ArrayList是基于数组实现,如果让你实现JDK源码ArrayList中add()、remove()、get()方法,你知道如何实现吗?这一节,我们不看源码,我们想想如何简单的实现ArrayList几个基本方法?

 

确定数据结构

我们知道,ArrayList中无论什么数据都能放,是不是意味着它是一个Object类型,既然是数组,那么是不是Object[]数组类型的?所以我们定义的数据结构如下:

private Object[] elementData;  
private int size;

设置自定义的MyArrayList的长度为10

 public MyArrayList(){
         this(10);
 }
 
public MyArrayList(int initialCapacity){
      if(initialCapacity<0){
             try {
                 throw new Exception();
             } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        elementData = new Object[initialCapacity];
}

有了存放数据的位置,接下来,我们想想如何将数据放入数组?

 

添加数据

public void add(Object obj){
        elementData[size++]=obj;
}

每添加一个元素,size就会自增1,我们定义的数组长度为10,当我们添加到11个元素的时候,显然没有地方存放新添加的数据,这个时候我们需要对数组进行扩容处理对上面代码做如下修改:

 public void add(Object obj){
         if(size==elementData.length){
            //创建一个新的数组,并且这个数组的长度是原数组长度的2倍
             Object[] newArray = new Object[size*2];
            //使用底层拷贝,将原数组的内容拷贝到新数组
             System.arraycopy(elementData, 0, newArray, 0, elementData.length);
            //并将新数组赋值给原数组的引用
             elementData = newArray;
         }
        //新来的元素,直接赋值
        elementData[size++]=obj;
}

用一张图来表示就是这样的:

JAVA面试题 手写ArrayList的实现,在笔试中过关斩将?_第1张图片  

查询数据

public Object get(int index){
        return elementData[index];
}

 

删除数据

接着我们看一下删除的操作。ArrayList支持两种删除方式:

  • 按照下标删除

  • 按照元素删除,这会删除ArrayList中与指定要删除的元素匹配的第一个元素

对于ArrayList来说,这两种删除的方法差不多,都是调用的下面一段代码:

 public void remove(int index){
         //删除指定位置的对象
         //a b d e
         int numMoved = size - index - 1;
         if (numMoved > 0){
             System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                     numMoved);
         }
         elementData[--size] = null; // Let gc do its work
}

其实做的事情就是两件:

  • 把指定元素后面位置的所有元素,利用System.arraycopy方法整体向前移动一个位置

  • 最后一个位置的元素指定为null,这样让gc可以去回收它

用图表示是这样的:

JAVA面试题 手写ArrayList的实现,在笔试中过关斩将?_第2张图片

指定位置添加数据

把从指定位置开始的所有元素利用System,arraycopy方法做一个整体的复制,向后移动一个位置(当然先要用ensureCapacity方法进行判断,加了一个元素之后数组会不会不够大),然后指定位置的元素设置为需要插入的元素,完成了一次插入的操作。

public void add(int index,Object obj){
        ensureCapacity();  //数组扩容
        System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
                 size - index);
        elementData[index] = obj;
        size++;
}

用图表示这个过程是这样的:

JAVA面试题 手写ArrayList的实现,在笔试中过关斩将?_第3张图片  

  

总结一下

从上面的几个过程总结一下ArrayList的特点:

  • ArrayList底层以数组实现,是一种随机访问模式,通过下标索引定位数据,所以查找非常快

  • ArrayList在顺序添加一个元素的时候非常方便,只是往数组里面添加了一个元素而已(这里指的末尾添加数据)

  • 当删除元素的时候,涉及到一次元素复制移位,如果要复制的元素很多,那么就会比较耗费性能

  • 当插入元素的时候,涉及到一次元素复制移位,如果要复制的元素很多,那么就会比较耗费性能

因此,ArrayList比较适合顺序添加、随机访问的场景。

  

转载于:https://www.cnblogs.com/marsitman/p/11204338.html

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