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底层数据结构
ArrayList
基于动态数组实现,内部通过一个连续的数组存储元素。数组的内存空间是连续分配的,并且每个元素都有固定的索引位置。 -
查询快的原因
由于数组是连续存储的,
ArrayList
可以通过索引直接访问元素 (时间复杂度为 O (1))。 计算机通过数组的首地址 和寻址公式能够很快的找到想要访问的元素
java
寻址公式 = 基地址 + 索引 × 元素大小
例如,要获取第 i
个元素,只需通过公式 elementData[i]
直接计算内存地址并访问,无需遍历前面的元素。
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插入和删除慢的原因
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数组是臆断连续的内存空间,因此为了保证数组的连续性会使得数组的插入和删除的效率变得很低
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当在数组中间或头部进行插入 / 删除操作时:
- 需要移动受影响的元素 来维持数组的连续性。
例如,在索引i
处插入元素时,需要将i
及之后的所有元素向后移动一位;删除时则需要将i
之后的所有元素向前移动一位。 - 移动元素的操作时间复杂度为 O (n)(
n
为元素总数),元素越多,效率越低。 - 此外,当数组容量不足时,
ArrayList
会触发扩容机制(通常是创建原容量 1.5 倍的新数组,并复制所有元素),这也会额外消耗时间。
- 需要移动受影响的元素 来维持数组的连续性。