ArrayList

本文深入探讨了ArrayList的内部实现机制,特别是remove方法的优化技术。通过使用System.arrayCopy进行元素移位,减少内存复制操作,从而提高数据结构的性能。同时,解释了为什么在特定场景下不直接实例化数组,以及如何通过writeObject和readObject方法来管理对象序列化,避免不必要的内存占用。
transient  为何不直接实例化这个数组,原因是不希望将数组中空余的也实例化,所以要加writeObject(ObjectOutputStream) readObject(ObjectInputStream)
ensureCapacity(size+1) //检查如果size+1大于oldCapacity,newCapacity=(oldCapacity*3)/2+1
fastRemove  arrayList的remove方法利用System.arrayCopy方式进行移位,将删除的节点坐标后面的所有元素从前一位开始copy(覆盖),然后将最后一位为null
 
### ArrayList 的使用方法和特性 #### 存储性能 ArrayList 是基于动态数组实现的列表[^2]。在底层,它使用一个数组来存储元素,并在需要时自动扩容。这种设计使得 ArrayList 在进行按索引访问时性能非常高,但在插入和删除操作上可能表现不如链表。 #### 特性 1. **动态扩容**:ArrayList 在添加新元素时,如果当前数组已满,它会创建一个更大的数组(通常是原大小的 1.5 倍),然后将原数组的元素复制到新数组中。这种机制虽然避免了频繁的扩容,但在进行大批量元素添加时,扩容操作可能导致性能下降。 2. **随机访问**:由于底层使用数组存储,ArrayList 支持通过索引直接访问元素,时间复杂度为 O(1),因此非常适合频繁的随机读取操作。 3. **顺序存储**:ArrayList 中元素的存储是连续的数组位置,任何中间位置的插入或删除操作都需要移动元素,因此插入或删除操作的时间复杂度为 O(n)[^2]。 #### 使用场景 ArrayList 非常适合需要频繁随机访问元素的场景,而不适合频繁进行插入和删除操作的场景。 #### 示例用法 以下是一个简单的 ArrayList 使用示例: ```java import java.util.ArrayList; public class ArrayListExample { public static void main(String[] args) { // 创建一个ArrayList ArrayList<String> list = new ArrayList<>(); // 添加元素 list.add("Apple"); list.add("Banana"); list.add("Cherry"); // 访问元素 System.out.println("Element at index 1: " + list.get(1)); // 插入元素 list.add(1, "Apricot"); System.out.println("List after insertion: " + list); // 删除元素 list.remove(2); System.out.println("List after deletion: " + list); // 检查元素是否存在 boolean containsBanana = list.contains("Banana"); System.out.println("List contains 'Banana': " + containsBanana); } } ``` #### 性能分析 - **查找操作**:通过索引访问的时间复杂度为 O(1),因为可以直接定位数组中的位置。 - **插入/删除操作**:在末尾添加元素的时间复杂度为 O(1),但在中间或头部插入/删除元素时,时间复杂度为 O(n),因为需要移动数组中的元素。 - **扩容开销**:当数组容量不够时,ArrayList 需要进行扩容操作,扩容的时间复杂度为 O(n),因为所有元素需要被复制到新的数组中。 #### 线程安全 ArrayList 不是线程安全的。如果需要线程安全的列表,可以使用 Vector 或者使用 Collections.synchronizedList 方法来包装 ArrayList。 ###
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