Java中的List

List集合的特有方法

• 方法介绍

  方法名	描述
  void add(int index,E element)	在此集合中的指定位置插入指定的元素
  E remove(int index)	删除指定索引处的元素，返回被删除的元素
  E set(int index,E element)	修改指定索引处的元素，返回被修改的元素
  E get(int index)	返回指定索引处的元素

list中的5种遍历方式

细节点注意：

List系列集合中的两个删除的方法

 1.直接删除元素
 2.通过索引进行删除

代码示例:

 List<Integer> list = new ArrayList<>();
 ​
 list.add(1);
 list.add(2);
 list.add(3);
 ​
 //此方法删除的是1索引上的元素
 list.remove(1);
 ​
 //此方法删除的是真正的1这个元素
 Integer i = Integer.valueOf(1);
 list.remove(i);

ArrayList与数组的区别

• 数组声明了它容纳的元素的类型，而集合不声明。这是由于集合以object形式来存储它们的元素。

• 一个数组实例具有固定的大小，不能伸缩。集合则可根据需要动态改变大小。

ArrayList和LinkedList简介

以下内容为查询结果

ArrayList底层是数组，查询快、增删慢；LinkedList底层是链表，查询慢、增删快；

ArrayList底层是数组，存储空间是连续的，可以根据寻址方式直接找到对应的元素位置，时间复杂度是O(1)。

举例来说：在一条街上，第一家店是001号，那么005号在第五间：

但LinkedList底层是链表，存储空间不连续，需要通过指针关联，在查询过程中需要不断跳转新的地址：

这也是ArrayList比LinkedList查询快的原因。

Java中的原生的数组是不能扩容的，如果初始化时申请了5个元素空间，那么就最多能存5个元素。ArrayList底层也是数组，但是支持动态扩容，所以ArrayList是动态数组：

假设原始容量为5，那么插入新元素时就会扩容，元素拷贝等耗时操作，这就是ArrayList增删慢的原因。但是ArrayList增删元素必然会惩罚扩容和拷贝吗？

插入同理，尾部插入时不涉及元素拷贝。

LinkedList中，理想状态下，链表的增删操作时间复杂度为O(1):

LinkedList集合的特有功能

• 特有方法

  方法名	说明
  public void addFirst(E e)	在该列表开头插入指定的元素
  public void addLast(E e)	将指定的元素追加到此列表的末尾
  public E getFirst()	返回此列表中的第一个元素
  public E getLast()	返回此列表中的最后一个元素
  public E removeFirst()	从此列表中删除并返回第一个元素
  public E removeLast()	从此列表中删除并返回最后一个元素

问题

1 ArrayList如何添加元素？

• 扩容：往ArryList中添加元素的时候，会首先检查是否需要扩容。当size == elementData.length时，表示数据数量已经超过了数组容量，需要扩容，扩容后的数组的长度为原来数组长度的1.5倍；

• 复制：当扩容检查完毕后，如果添加的元素不在数组尾部，则将索引后面的元素通过System.arraycopy往后移动一位；

• 赋值：将值赋给数组中的对应索引，并将size++；

如果此时ArrayList的长度为size，在多线程运行的情况下，线程A想要将元素存放在索引为index的位置上，但此时CPU暂停线程A的调度，线程B得到运行的机会，也是向index的位置上添加元素。之后线程A和线程B都继续运行，都会增加size的值，这样数组的长度就变成了size + 2，这样就线程不安全了。

2 ArrayList是否能无限添加元素？会抛出异常吗？

可以无限添加，不会抛出异常。ArrayList会自动为其扩容，扩容后的大小是int newCapacity = (oldCapacity * 3) / 2 + 1。

3 ArrayList和LinkedList的时间复杂度？

ArrayList是线性表（数组）：

add(E e)：在数组尾部添加元素，时间复杂度为O(1)； add(int index, E element)：在索引为index的位置添加元素，需要后面的元素后移，时间复杂度为O(n)； remove(int index)/remove(Object o)：删除元素，需要后面的元素后移，时间复杂度为O(n)； set(int index, E element)：修改元素，时间复杂度为O(1)； get(int index)：获取索引为index的元素，时间复杂度为O(1)； LinkedList是链表操作：

add(E e)：在数组尾部添加元素，时间复杂度为O(1)； add(int index, E element)：在索引为index的位置添加元素，指针指向操作，时间复杂度为O(1)； remove(int index)/remove(Object o)：删除元素，指针指向操作，时间复杂度为O(1) set(int index, E element)：修改元素，时间复杂度为O(n)； get(int index)：获取索引为index的元素，时间复杂度为O(n)；

4 ArrayList线程安全吗？为什么？如何解决多线程问题？

ArrayList线程不安全，因为相关的操作方法没有做同步，操作没有原子性，在多线程环境下会出现变量的读写异常。比如size++是非原子性的，如果两个线程同时执行，两个线程分别读了size的值，再分别执行size++，最后size的值变成了size + 1而不是size + 2。

多线程环境下使用CopyOnWriteArrayList保证线程安全，活着使用Collections.synchronizedList(list)，或者给多线程的操作加锁，或者使用Vector。