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深入剖析ArrayList，解开源码之谜
后端
2023-01-18 04:13:42
ArrayList：解锁快速查询和高效管理
在Java中，ArrayList凭借其独特的特性脱颖而出，成为数据存储的理想之选。它是一个动态数组，可以自动扩容，使用起来非常方便，同时支持快速随机访问，让开发者可以轻松通过索引获取指定位置的元素。不仅如此，ArrayList还允许重复元素的存在，为数据存储提供了更大的灵活性。
探秘ArrayList源码：揭开内部机制
ArrayList的源码位于java.util包中，它继承了AbstractList和List接口，并实现了List接口中定义的方法。我们以最核心的add方法为例，深入了解其内部运作机制。
public boolean add(E e) {
modCount++;
int len = elementData.length;
if (size == len) {
grow();
}
elementData[size++] = e;
return true;
}
从源码中可以发现，add方法首先会检查当前元素的数量是否已达到数组的长度。如果达到，它将调用grow方法进行扩容。扩容完成后，它会将新元素添加到数组中，并更新size值。
增删元素：掌握底层逻辑
ArrayList的增删操作与普通数组类似，但由于其底层基于数组存储，因此存在一些特殊性。
添加元素：
- 数组末尾添加元素： 如果数组中有足够的空间，ArrayList会直接将新元素添加到数组末尾。
- 数组扩容： 如果数组已满，ArrayList会调用grow方法进行扩容。扩容后，它会将新元素添加到数组末尾。
删除元素：
- 通过索引删除元素： ArrayList会将要删除元素后面的所有元素向前移动一个位置，然后将数组末尾的元素置为null。
- 通过对象删除元素： ArrayList会首先找到要删除元素的索引，然后调用remove(int index)方法删除该元素。
性能剖析：优势与劣势共存
虽然ArrayList在很多方面表现出色，但它也存在一些性能上的限制。
查询操作：
ArrayList的查询操作非常高效，因为它可以直接通过索引访问元素，时间复杂度为O(1)。
增删操作：
ArrayList的增删操作相对较慢，因为每次增删操作都需要移动数组中的元素，时间复杂度为O(n)。
适合的场景
ArrayList非常适合以下场景：
- 需要快速随机访问元素
- 数据量较大，需要动态调整数组大小
- 允许重复元素的存在
常见问题解答
- ArrayList是如何实现随机访问的？
ArrayList底层是一个数组，它使用索引来快速访问元素。 - ArrayList是如何自动扩容的？
当ArrayList中的元素数量达到数组长度时，它会自动创建更大的数组并复制元素。 - ArrayList和LinkedList有什么区别？
ArrayList使用数组存储元素，而LinkedList使用双向链表存储元素。ArrayList在随机访问方面更胜一筹，而LinkedList在增删元素方面更具优势。 - ArrayList和Vector有什么区别？
ArrayList是非线程安全的，而Vector是线程安全的。这意味着在多线程环境中，ArrayList可能会出现并发问题，而Vector可以避免这些问题。 - 如何避免ArrayList的性能瓶颈？
通过预分配ArrayList的容量，可以减少数组扩容的频率，从而提高增删元素的性能。
