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arraylist底層原理有哪些

arraylist 匿名提問者 2023-08-11 15:57:35

arraylist底層原理有哪些

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小鋒 2023-08-11 15:57:35

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　　ArrayList是Java集合框架中的一個(gè)重要成員，它的底層實(shí)現(xiàn)是基于數(shù)組(Array)。了解ArrayList的底層原理有助于深入理解其性能特點(diǎn)和使用場景。

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　　在內(nèi)部，ArrayList使用一個(gè)Object數(shù)組來存儲元素。當(dāng)創(chuàng)建一個(gè)ArrayList對象時(shí)，會默認(rèn)分配一個(gè)初始容量(initial capacity)，通常為10。如果元素?cái)?shù)量超過初始容量，ArrayList會進(jìn)行擴(kuò)容，以保證可以容納更多的元素。擴(kuò)容時(shí)，ArrayList會創(chuàng)建一個(gè)新的更大的數(shù)組，并將原數(shù)組中的元素逐個(gè)復(fù)制到新數(shù)組中，這個(gè)過程會涉及到數(shù)據(jù)的拷貝和內(nèi)存分配，所以擴(kuò)容操作的時(shí)間復(fù)雜度為O(n)，其中n是元素?cái)?shù)量。

　　當(dāng)添加新元素到ArrayList中時(shí)，它會被添加到數(shù)組的尾部。通過索引可以直接訪問數(shù)組中的元素，所以ArrayList在隨機(jī)訪問方面具有較好的性能，時(shí)間復(fù)雜度為O(1)。但在插入和刪除元素時(shí)，由于需要移動數(shù)組中的元素，平均時(shí)間復(fù)雜度為O(n)。為了優(yōu)化插入和刪除操作，ArrayList通常選擇在數(shù)組的末尾保留一些空間，這樣在添加元素時(shí)就不需要頻繁擴(kuò)容。

　　需要注意的是，ArrayList只能存儲對象的引用，而不是對象本身。這意味著當(dāng)存儲基本數(shù)據(jù)類型時(shí)，會自動進(jìn)行裝箱和拆箱操作，可能會帶來一些性能損耗。

　　綜上所述，ArrayList的底層原理是基于數(shù)組實(shí)現(xiàn)的，它通過動態(tài)擴(kuò)容和元素拷貝來實(shí)現(xiàn)可變大小的動態(tài)數(shù)組。了解這些底層機(jī)制有助于更好地理解ArrayList的性能特點(diǎn)，以及在實(shí)際應(yīng)用中進(jìn)行合理的使用和優(yōu)化。

其他答案

匿名用戶 2023-08-11 15:57:35

　　ArrayList是Java集合框架中的一個(gè)常用類，其底層實(shí)現(xiàn)原理是基于動態(tài)數(shù)組(Dynamic Array)。下面解析ArrayList的底層實(shí)現(xiàn)及原理：

　　1. 數(shù)組存儲： ArrayList內(nèi)部使用一個(gè)Object類型的數(shù)組來存儲元素。初始創(chuàng)建時(shí)，會分配一塊連續(xù)的內(nèi)存空間來保存元素，這個(gè)數(shù)組的長度即為初始容量。隨著元素的添加，ArrayList會根據(jù)需要進(jìn)行動態(tài)擴(kuò)容，通常擴(kuò)大為當(dāng)前容量的1.5倍。

　　2. 自動擴(kuò)容：當(dāng)ArrayList中的元素?cái)?shù)量超過當(dāng)前數(shù)組容量時(shí)，會觸發(fā)擴(kuò)容操作。擴(kuò)容的過程涉及到新數(shù)組的創(chuàng)建，原數(shù)組中元素的逐個(gè)復(fù)制，以及內(nèi)存的釋放。這個(gè)操作的時(shí)間復(fù)雜度為O(n)，其中n是當(dāng)前元素?cái)?shù)量。

　　3. 隨機(jī)訪問：由于ArrayList使用數(shù)組存儲元素，可以通過索引直接訪問數(shù)組中的元素，所以隨機(jī)訪問的時(shí)間復(fù)雜度為O(1)。這使得ArrayList在讀取和搜索操作上具有優(yōu)勢。

　　4. 插入和刪除：在插入和刪除元素時(shí)，ArrayList的性能受到影響。插入和刪除操作可能涉及到移動元素的位置，從而引入時(shí)間復(fù)雜度為O(n)的操作。特別是在數(shù)組的開頭或中間插入或刪除元素時(shí)，需要移動更多的元素。

　　5. 數(shù)據(jù)存儲類型：由于Java中的數(shù)組是固定類型的，ArrayList存儲的是對象的引用而不是對象本身。這也意味著在存儲基本數(shù)據(jù)類型時(shí)，會自動進(jìn)行裝箱和拆箱操作，可能會導(dǎo)致一些性能損耗。

　　總之，ArrayList的底層實(shí)現(xiàn)原理是基于動態(tài)數(shù)組，通過自動擴(kuò)容和元素拷貝來實(shí)現(xiàn)可變大小的數(shù)組。了解這些原理可以幫助我們更好地理解ArrayList的性能特點(diǎn)，以及在使用時(shí)進(jìn)行合理的優(yōu)化和權(quán)衡。
匿名用戶 2023-08-11 15:57:35

　　ArrayList是Java集合框架中的一個(gè)動態(tài)數(shù)組實(shí)現(xiàn)，其底層內(nèi)部機(jī)制是基于數(shù)組的操作。以下是ArrayList底層實(shí)現(xiàn)的一些關(guān)鍵內(nèi)部機(jī)制：

　　1. 數(shù)組存儲： ArrayList內(nèi)部使用一個(gè)Object類型的數(shù)組來存儲元素。在創(chuàng)建ArrayList時(shí)，會初始化一個(gè)默認(rèn)的初始容量，通常為10。隨著元素的添加，如果數(shù)組容量不足，ArrayList會自動進(jìn)行擴(kuò)容。擴(kuò)容操作涉及創(chuàng)建一個(gè)新的更大的數(shù)組，然后將原數(shù)組中的元素逐個(gè)復(fù)制到新數(shù)組中。

　　2. 動態(tài)擴(kuò)容： ArrayList的動態(tài)擴(kuò)容機(jī)制保證了可以容納不斷增加的元素。當(dāng)元素?cái)?shù)量達(dá)到當(dāng)前數(shù)組容量時(shí)，會觸發(fā)擴(kuò)容操作。一般情況下，ArrayList將容量擴(kuò)大為原來的1.5倍，這是為了平衡內(nèi)存占用和性能。

　　3. 隨機(jī)訪問：由于ArrayList基于數(shù)組存儲，可以通過索引直接訪問數(shù)組中的元素，因此隨機(jī)訪問操作非常高效，時(shí)間復(fù)雜度為O(1)。

　　4. 插入和刪除：在插入和刪除元素時(shí)，涉及到元素的移動。在數(shù)組的末尾添加元素通常是高效的，因?yàn)椴恍枰苿悠渌亍Ｈ欢?，在?shù)組的開頭或中間插入或刪除。