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arraylist底層實現(xiàn)原理是什么

匿名提問者 2023-05-15 13:29:00

arraylist底層實現(xiàn)原理是什么

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小鋒 2023-05-15 13:29:00

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　　ArrayList 是 Java 中的一種動態(tài)數(shù)組(Dynamic Array)實現(xiàn)，它提供了可變長度的數(shù)組功能。ArrayList 的底層實現(xiàn)原理主要涉及到數(shù)組的動態(tài)擴容和元素的存儲與訪問。下面是 ArrayList 的一種常見的底層實現(xiàn)原理：

　　數(shù)組存儲：ArrayList 內部使用數(shù)組來存儲元素。初始時，ArrayList 創(chuàng)建一個初始容量(默認為 10)的數(shù)組。元素被存儲在這個數(shù)組中，并可以通過索引進行快速訪問。

　　動態(tài)擴容：當添加元素時，如果當前數(shù)組的容量不足以存儲新元素，ArrayList 就會進行動態(tài)擴容。它會創(chuàng)建一個更大容量的新數(shù)組，并將舊數(shù)組中的元素復制到新數(shù)組中。通過這種方式，ArrayList 實現(xiàn)了自動擴容的功能，可以根據(jù)需要動態(tài)調整數(shù)組的大小。

　　擴容策略：ArrayList 的擴容策略是在原有容量基礎上按照一定的增長因子(通常為 1.5 或 2)進行擴容。例如，如果當前數(shù)組容量為 10，當需要進行擴容時，新數(shù)組的容量可能會增加到 15 或 20。

　　元素的添加和刪除：當添加元素時，ArrayList 將元素放置在數(shù)組的末尾，并更新數(shù)組的大小。當刪除元素時，ArrayList 會將指定位置的元素移除，并將后面的元素向前移動以填補空缺。

　　需要注意的是，由于數(shù)組的大小是固定的，每次動態(tài)擴容都需要創(chuàng)建新數(shù)組并復制元素，這可能會帶來一些性能開銷。為了避免頻繁的擴容操作，可以在創(chuàng)建 ArrayList 時指定初始容量，以減少擴容的次數(shù)。

　　總結起來，ArrayList 的底層實現(xiàn)利用動態(tài)數(shù)組來存儲元素，并通過動態(tài)擴容和元素的移動來實現(xiàn)可變長度的功能。這使得 ArrayList 具有高效的隨機訪問、快速的尾部添加和刪除操作，但在頻繁的插入和刪除操作中性能可能較低。

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匿名用戶 2023-05-15 13:29:00

　　ArrayList是Java中最常見的動態(tài)數(shù)組的實現(xiàn)，它的底層實現(xiàn)原理主要涉及以下幾個方面：1. 基于數(shù)組存儲：ArrayList底層使用數(shù)組實現(xiàn)動態(tài)擴容。因為數(shù)組隨機訪問效率高，也方便計算偏移量，因此當用戶使用ArrayList添加元素時，ArrayList會根據(jù)當前數(shù)組大小進行擴容，擴容的大小一般是當前數(shù)組大小的1.5倍到2倍。2. 大小與容量：ArrayList記錄了當前數(shù)組大小和實際容量兩個屬性信息，其中大小是已經(jīng)使用了的元素個數(shù)，而容量則是底層數(shù)組的長度，一般是大于等于大小的。如果添加元素時，數(shù)組大小已經(jīng)等于容量，就會自動調用grow方法進行擴容。3. 快速隨機訪問：ArrayList提供了快速隨機訪問元素的方法，基于下標的操作get和set，與普通數(shù)組訪問性能基本相當，因為我們可以通過下標計算元素對應在數(shù)組中的位置并直接訪問，而不需要遍歷對象的過程。4. 操作復雜度：ArrayList的基本操作復雜度如下:- get(int index): O(1)- set(int index, E elem)：O(1)- add(E elem)： O(1) 平均，最壞 O(n)- add(int index, E elem)：O(n-index) 平均，最壞 O(n)- remove(int index)：O(n-index) 平均，最壞 O(n)- size()： O(1)5. 不支持并發(fā)訪問：由于ArrayList的底層實現(xiàn)不支持多線程并發(fā)訪問，因此在多線程場景下使用時需要特別注意線程安全問題，可以使用Collections.synchronizedList方法將ArrayList包裝成線程安全的List。另外，Java8中提供了新的并發(fā)包ConcurrentModificationException來解決并發(fā)修改導致的線程安全問題。
匿名用戶 2023-05-15 13:29:00

　　ArrayList底層實現(xiàn)原理是基于數(shù)組實現(xiàn)的。這意味著，ArrayList內部維護了一個不固定長度的數(shù)組，當需要添加新元素時，數(shù)組會自動擴展容量。當然，在添加元素時，ArrayList需要對數(shù)組進行復制和移動操作，因此會帶來一定的性能開銷。ArrayList內部維護了一個modCount參數(shù)，用于記錄集合修改次數(shù)。這個參數(shù)可以在迭代器中用于判斷集合是否發(fā)生了變化，從而避免了在遍歷過程中可能會出現(xiàn)的并發(fā)修改異常。實際上，ArrayList是一個支持泛型的類，因此在JVM內部會生成一個同一類型的數(shù)組來存儲元素。在默認情況下，ArrayList的初始容量為10，但是如果需要添加的元素數(shù)量超過了10，那么ArrayList會自動進行擴容操作。ArrayList的擴容采用了一種類似于倍增的算法。每次擴容容量為原來的一半，這樣可以保證在不浪費過多內存的前提下，每次擴容操作都可以達到較高的效率。值得注意的是，ArrayList雖然可以動態(tài)擴容，但是其底層是基于數(shù)組實現(xiàn)的，因此在使用ArrayList時，需要根據(jù)實際需求考慮其性能和內存開銷。如果需要頻繁地添加或刪除元素，而且數(shù)組的大小比較大，那么使用LinkedList可能更加適合。如果數(shù)組大小較小，或者讀取元素比較頻繁，那么使用ArrayList可能更好。