Java实习生面试复习(三)：ArrayList

我是一名很普通的双非大三学生，跟很多同学一样，有着一颗想进大厂的梦。接下来的几个月内，我将坚持写博客，输出知识的同时巩固自己的基础，记录自己的成长和锻炼自己，备战2021暑期实习面试！奥利给！！ ArrayList 我们几乎每天都会使用到，本文就一起来看看同样是面试高频问到的ArrayList的相关知识吧。 ArrayList分析 底层结构分析 其实ArrayList是很简单的， ArrayList 其实就是围绕底层数组结构，各个 API 都是对数组的操作进行封装，看下图： //默认数组大小10 private static final int DEFAULT_CAPACITY = ArrayList是Java集合框架中常用的动态数组，主要用于存储可变长度的有序对象列表。它继承自AbstractList，并实现了List接口，提供了丰富的操作方法。ArrayList的主要特点是其内部基于数组（Object[] elementData）进行存储，因此它的操作速度对于随机访问非常快，但插入和删除元素时，特别是当元素不在末尾时，性能相对较慢，因为需要移动大量的元素。 在ArrayList的源码中，有几个关键的成员变量： 1. **DEFAULT_CAPACITY**：这是ArrayList默认的容量大小，为10。当创建ArrayList实例时，如果没有指定初始容量，它会使用这个默认值。 2. **size**：表示ArrayList中当前存储的元素数量，是一个int类型的变量，但不是volatile，所以不保证在多线程环境中的可见性，这意味着ArrayList在并发环境下不是线程安全的。 3. **modCount**：用于记录ArrayList结构的修改次数，每当数组发生改变，如添加、删除或替换元素，这个值都会增加。这个字段主要用于实现快速失败的迭代器机制，如果在迭代过程中其他线程修改了ArrayList，迭代器会抛出ConcurrentModificationException。 ArrayList提供了多种初始化方法： - **无参数构造器**：创建一个空的ArrayList，初始容量为DEFAULT_CAPACITY（10）。 - **指定大小的构造器**：允许指定初始容量，如果传入的值小于0，则抛出IllegalArgumentException。 - **指定初始数据的构造器**：根据传入的Collection对象创建ArrayList，如果Collection为空，则使用默认的空数组；否则，将Collection转换为Object数组。 ArrayList的增删改查操作主要围绕数组进行，如添加元素： - **add(E e)**：在ArrayList末尾添加元素。通过`ensureCapacityInternal(size + 1)`检查并确保数组有足够的空间，然后将元素添加到数组的末尾并更新size。 - **add(int index, E element)**：在指定位置插入元素。这需要先检查索引是否合法，然后通过`ensureCapacityInternal(size + 1)`进行扩容，最后将所有元素后移一位并将新元素插入指定位置。 扩容机制是ArrayList的重要特性。当数组满时，`ensureCapacityInternal`方法会自动进行扩容。默认的扩容策略是创建一个新的容量为原容量1.5倍的新数组，并将旧数组的元素复制到新数组中。这种策略在大多数情况下可以有效减少扩容的频率，但也可能导致不必要的内存开销。 ArrayList的其他常见操作还包括： - **get(int index)**：返回指定索引处的元素。 - **set(int index, E element)**：替换指定索引处的元素。 - **remove(int index)**：删除指定索引的元素，并将后面的元素前移以填补空位。 - **indexOf(Object o)**：查找给定对象首次出现的索引。 - **contains(Object o)**：判断ArrayList是否包含给定的对象。 - **clear()**：清空ArrayList的所有元素。 - **toArray()**：将ArrayList转换为Object数组。 在面试中，理解ArrayList的这些基本特性和操作机制是非常重要的，因为它们是Java编程中常见的基础知识点，尤其是在涉及性能优化、并发控制和集合操作的问题中。对于Java实习生来说，掌握ArrayList的工作原理和使用技巧，能够提高解决问题的能力，也有助于提升面试的表现。