Java集合——Array、ArrayList、LinkedList

1. ArrayList和Array的区别

1. 大小和自动扩容

Array:创建时指定大小,大小固定。若数组被创建,其大小不能更改

ArrayList:动态数组实现,可以动态增长或缩小。在不断添加元素时,ArrayList会自动进行扩容

2. 支持泛型

Array不支持泛型,ArrayList可以指定存储的元素类型

3. 存储对象

Array可以存储基本类型数据,也可以存储对象

ArrayList之恶能存储对象,对于基本类型数据需要使用对应的包装类(Integer、Double等)

4. 集合功能

Array是一个简单的数据结构,不提供额外的方法进行元素的增删改查操作

ArrayList是集合框架的一部分,提供了丰富的增删改查方法等

2. ArrayList和LinkedList的区别及其底层实现

ArrayList

基于 动态数组,提供快速的随机访问和非常快的遍历操作

  1. 随机访问:时间复杂度为O(1)

  2. 增删元素:在末尾加元素很快,但在其他地方操作可能需要移动后续元素,时间复杂度O(n)

  3. 有扩容开销

使用场景:需要频繁访问元素,且增删操作主要在列表末尾进行,选择ArrayList

LinkedList

基于 双向链表,每个元素包含前后元素的引用

  1. 随机访问:效率较低,因为需要从头或从尾开始链接遍历,复杂度为O(n)

  2. 增删元素:在列表任意位置增删元素都很快,这只需要改变几个引用指针,是O(1)复杂度

特殊方法:提供了额外的方法,如addFirst(),addLast(),removeFirst(),removeLast()

使用场景:需要频繁增删元素但访问不是那么常见,选择LinkedList

3. ArrayList扩容机制

  1. ArrayList初始化容量默认为10

  2. 添加元素到ArrayList时,ArrayList会判断是否达到了最大大小Integer.MAX_VALUE,若达到则不再扩容,否则扩容

  3. 扩容计算:grow()

  4. 若新容量满足需求,调用Arrays.copyof方法,实现扩容。若不满足,则新容量大小为当前所需的容量+1

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