JDK1.8 ArrayList原理

介绍:

        ArrayList是一个可动态扩展的线性表，底层实现是数组。当往 ArrayList 中添加的元素数量大于其底层数组容量时，其会通过扩容机制重新生成一个更大的数组。由于基于数组实现，查找复杂度为O(1), 新增和删除复杂度为O(n)。本文主要介绍ArrayList的增删改查的实现原理。
 

实现原理:

      增加元素:

      数组尾部增加:

      操作步骤:

      1. 直接在当前数组大小后面插入一个元素

       

      尾部添加在数组下表为6的地方添加新元素，既a[6]=6

      数组中部添加:

      操作步骤:

      1. 将index到size(当前数组大小)的元素往后移动一个位置

      2. 将新元素放置index的位置

      

   在index为3的位置添加一个新的元素，a[3]=6

   删除元素:

   数组尾部删除元素(去除元素值然后删除):

   

数组中间删除元素:

操作步骤:

1. 取出元素的值，然后删除索引对应的节点

2. 移动数组

修改元素的值:

操作步骤:

找到数组对应下标的节点，然后修改其值

查询元素的:

操作步骤:

根据下标遍历数组，找到index对应的下标，取出值，然后返回

 

ArrayList中自动扩容机制:

1. ArrayList初始大小为DEFAULT_CAPACITY=10

2. ArrayList在插入插入元素时，首先判断当前数组容量是否足够，不够时自动扩容，扩容大小为原来容量的3倍。ArrayList扩容函数如下:

private void grow(int minCapacity)

扩容最大长度为: Integer.MAX_VALUE

ArrayList的优缺点:

优点:

     1. 由于底层采用的是数组，物理内存连续，通过索引查询，性能高，时间复杂度为O(1)

缺点:

      1. 由于底层采用的是数组, 申请内存时，必须是连续的内存，不利于利用碎片内存

      2. 插入和删除，性能差，时间复杂度为O(n)，需要进行元素移动，耗费性能

 

ArrayList类图:

注意: ArrayList 线程非安全，如果需要使用线程安全版本， 请使用Vector

源码解读:

https://gitee.com/stx_code/data-struct.git