关于后端:深度分析面试阿里字节跳动美团90被问到的List集合看完还不懂算我输

1 List汇合

1.1 List概述

在Collection中,List汇合是有序的,可对其中每个元素的插入地位进行准确地管制,能够通过索引来拜访元素,遍历元素。

在List汇合中,咱们罕用到ArrayList和LinkedList这两个类。

对于Java List的一些重要观点是;

Java List接口是Java Collections Framework的成员。
List容许您增加反复元素。
List容许您领有’null’元素。
List接口在Java 8中有许多默认办法,例如replaceAll,sort和spliterator。
列表索引从0开始,就像数组一样。
List反对泛型,咱们应尽可能应用它。将Generics与List一起应用将在运行时防止ClassCastException。

List汇合特点:

1.有序的;
2.能够存储反复的元素;
3.能够通过索引拜访元素

1.2 List框架


ArrayList
底层数据结构是数组。线程不平安
LinkedList
底层数据结构是链表。线程不平安
Vector
底层数据结构是数组。线程平安

数据结构

1.3 罕用办法

A:增加性能
boolean add(E e):向汇合中增加一个元素
void add(int index, E element):在指定地位增加元素
boolean addAll(Collection<? extends E> c):向汇合中增加一个汇合的元素。
B:删除性能
void clear():删除汇合中的所有元素
E remove(int index):依据指定索引删除元素,并把删除的元素返回
boolean remove(Object o):从汇合中删除指定的元素
boolean removeAll(Collection<?> c):从汇合中删除一个指定的汇合元素。
C:批改性能
E set(int index, E element):把指定索引地位的元素批改为指定的值,返回批改前的值。
D:获取性能
E get(int index):获取指定地位的元素
Iterator iterator():就是用来获取汇合中每一个元素。
E:判断性能
boolean isEmpty():判断汇合是否为空。
boolean contains(Object o):判断汇合中是否存在指定的元素。
boolean containsAll(Collection<?> c):判断汇合中是否存在指定的一个汇合中的元素。
F:长度性能
int size():获取汇合中的元素个数
G:把汇合转换成数组
Object[] toArray():把汇合变成数组。

在Java 8中增加到List的一些默认办法是;

default void replaceAll(UnaryOperator <E>运算符):将此列表的每个元素替换为将运算符利用于该元素的后果。
default void sort(Comparator <super E> c):依据指定的Comparator引发的程序对此列表进行排序。
default Spliterator <E> spliterator():在此列表中的元素上创立Spliterator。

2 ArrayList汇合

2.1 ArrayList概述

1,ArrayList底层通过数组实现,随着元素的减少而动静扩容。

2,ArrayList是Java汇合框架中应用最多的一个类,是一个数组队列,线程不平安汇合。

它继承于AbstractList,实现了List, RandomAccess, Cloneable, Serializable接口。

1,ArrayList实现List,失去了List汇合框架根底性能;
2,ArrayList实现RandomAccess,取得了疾速随机拜访存储元素的性能,RandomAccess是一个标记接口,没有任何办法;
3,ArrayList实现Cloneable,失去了clone()办法,能够实现克隆性能;
4,ArrayList实现Serializable,示意能够被序列化,通过序列化去传输,典型的利用就是hessian协定。

ArrayList汇合的特点:

容量不固定,随着容量的减少而动静扩容(阈值根本不会达到)
有序汇合(插入的程序==输入的程序)
插入的元素能够为null
增删改查效率更高(绝对于LinkedList来说)
线程不平安

2.2 外部原理解析

ArrayList的底层数据结构

咱们来看⼀下ArrayList的属性:

ArrayList底层其实就是一个数组,ArrayList中有扩容这么一个概念,正因为它扩容,所以它可能实现“动静”增长

构造方法

Add办法
add办法能够说是ArrayList比拟重要的办法了,咱们来总览一下:

add(E e)

步骤:

查看是否须要扩容
插入元素

首先,咱们来看看这个办法:

   public boolean add(E e) {
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        elementData[size++] = e;
        return true;
    }

该办法很短,咱们能够依据办法名就猜到他是干了什么:

确认list容量,尝试容量加1,看看有无必要
增加元素

接下来咱们来看看这个小容量(+1)是否满足咱们的需要:

随后调用ensureExplicitCapacity()来确定明确的容量,咱们也来看看这个办法是怎么实现的:

所以,接下来看看grow()是怎么实现的~

进去看copyOf()办法:

到目前为止,咱们就能够晓得add(E e)的根本实现了:

首先去检查一下数组的容量是否足够
足够:间接增加
不足够:扩容
扩容到原来的1.5倍
第一次扩容后,如果容量还是小于minCapacity,就将容量裁减为minCapacity。
add(int index, E element)

步骤:

查看角标
空间查看,如果有须要进行扩容
插入元素

咱们来看看插入的实现:

咱们发现,与扩容相干ArrayList的add办法底层其实都是arraycopy()来实现的

看到arraycopy(),咱们能够发现:该办法是由C/C++来编写的,并不是由Java实现:

总的来说:arraycopy()还是比拟牢靠高效的一个办法。

 get办法

查看角标
返回元素

// 查看角标
private void rangeCheck(int index) {
  if (index >= size)
    throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
 
// 返回元素
E elementData(int index) {
  return (E) elementData[index];
}

set办法

步骤:

查看角标
代替元素
返回旧值

remove办法

步骤:

查看角标
删除元素
计算出须要挪动的个数,并挪动
设置为null,让Gc回收

细节再阐明

ArrayList是基于动静数组实现的,在增删时候,须要数组的拷贝复制。
ArrayList的默认初始化容量是10,每次扩容时候减少原先容量的一半,也就是变为原来的1.5倍
删除元素时不会缩小容量,若心愿缩小容量则调用trimToSize()
它不是线程平安的。它能寄存null值。

2.3  ArrayList 基本操作

public class ArrayListTest {
    public static void main(String[] agrs){
        //创立ArrayList汇合:
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        System.out.println("ArrayList汇合初始化容量:"+list.size());
        // ArrayList汇合初始化容量:0
        
        //增加性能:
        list.add("Hello");
        list.add("world");
        list.add(2,"!");
        System.out.println("ArrayList以后容量:"+list.size());
        // ArrayList以后容量:3
 
        //批改性能:
        list.set(0,"my");
        list.set(1,"name");
        System.out.println("ArrayList以后内容:"+list.toString());
        // ArrayList以后内容:[my, name, !]
 
        //获取性能:
        String element = list.get(0);
        System.out.println(element);
        // my
 
        //迭代器遍历汇合:(ArrayList理论的跌倒器是Itr对象)
        Iterator<String> iterator =  list.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            String next = iterator.next();
            System.out.println(next);
        }
        /**  
            my
            name
            !
        */
 
        //for循环迭代汇合:
        for(String str:list){
            System.out.println(str);
        }
        /**  
            my
            name
            !
        */
 
        //判断性能:
        boolean isEmpty = list.isEmpty();
        boolean isContain = list.contains("my");
 
        //长度性能:
        int size = list.size();
 
        //把汇合转换成数组:
        String[] strArray = list.toArray(new String[]{});
 
        //删除性能:
        list.remove(0);
        list.remove("world");
        list.clear();
        System.out.println("ArrayList以后容量:"+list.size());
        // ArrayList以后容量:0
    }
}

最初

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