ArrayList

基本使用

ArrayList基本使用.png

问题

Q：ArrayList底层实现是什么？
A：底层实现是数组，ArrayList内部定义了一个数组来存储对象

    /**
     * The array buffer into which the elements of the ArrayList are stored.
     * The capacity of the ArrayList is the length of this array buffer. Any
     * empty ArrayList with elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA
     * will be expanded to DEFAULT_CAPACITY when the first element is added.
     */
    transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access

Q：ArrayList默认的容量是多少？new ArrayList<>()时，指定容量与不指定容量有什么区别？
A：默认容量是10。调用默认构造函数时，只是把一个size为0的空数组赋值给elementData，当第一次添加元素时，数组会扩容到DEFAULT_CAPACITY（10）

    /**
     * Constructs an empty list with an initial capacity of ten.
     */
    public ArrayList() {
        this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
    }

指定容量初始化ArrayList时，会创建一个大小为initialCapacity的数组赋值给elementData，在添加第一个元素时，如果initialCapacity小于DEFAULT_CAPACITY，数组将会扩容到DEFAULT_CAPACITY

    /**
     * Constructs an empty list with the specified initial capacity.
     *
     * @param  initialCapacity  the initial capacity of the list
     * @throws IllegalArgumentException if the specified initial capacity
     *         is negative
     */
    public ArrayList(int initialCapacity) {
        if (initialCapacity > 0) {
            this.elementData = new Object[initialCapacity];
        } else if (initialCapacity == 0) {
            this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
        } else {
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                               initialCapacity);
        }
    }

Q：ArrayList的扩容机制是什么？什么时候会进行扩容？
A：分两种情况

1. 第一次添加元素时，如果initialCapacity小于DEFAULT_CAPACITY，数组将会扩容到DEFAULT_CAPACITY
2. 非第一次添加元素时，如果容量不够，则会扩容，规则是扩容为当前容量的1.5倍，如果超过MAX_ARRAY_SIZE（Integer.MAX_VALUE - 8），则最终容量为Integer.MAX_VALUE，否则为MAX_ARRAY_SIZE。
   例如，当前list容量为10，再调用add方法添加一个元素，此时就会扩容，最终扩容后容量为15，size为11.

    /**
     * Increases the capacity to ensure that it can hold at least the
     * number of elements specified by the minimum capacity argument.
     *
     * @param minCapacity the desired minimum capacity
     */
    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);
    }

Q：1.7与1.8版本的区别
A：1.7版本在初始化时就创建一个容量为10的数组；1.8版本在初始化时创建一个空数组，当第一次add元素时才扩容到10

Q：ArrayList线程安全吗？
A：不安全，如果需要线程安全，则使用Vector，CopyOrWriteArrayList，Collections.synchronizedList()

Q：ArrayList在增删时的效率如何？
A：看情况，尾插时，如果不扩容，效率高； 非尾插或者尾插需要扩容时，效率会变低，因为这两种情况都会涉及到数组的拷贝

Q：ArrayList与LinkedList区别
A：基本等同于数组与链接的区别，数组是固定大小，需要一片连续的内存空间，查找快，增删慢；链接不需要连续内存空间，在逻辑上是连续的，查找慢，增删快。二都都是线程不安全的。
遍历性能ArrayList比LinkedList好，因为CPU内部的缓存结构会缓存连续的内存片断，可大幅降低读取内存的性能消耗。

Q：ArrayList适合做队列吗？
A：不适合。队列是FIFO，先进先出，使用数组做队列，需要头插尾出或者头出尾插，这都会涉及到数组的复制，很耗性能。

Q：ArrayList初始化时是否需要指定初始容量
A：容量小于10不需要，大于10时指定容量较好。