ArrayList与Array和List

Question

我已经编程了很多，最近开始学习更多纯粹的计算机科学专题（面试）。

我知道Array和LinkedList数据结构之间的区别，但现在我已经开始使用Java了，我看到了这个ArrayList，我在构思时遇到了麻烦。

网络搜索只是真正告诉我如何使用它们和何时使用它们（每个的好处），但没有什么能回答我的问题：

什么是ArrayList？ 我的假设是它是一个列表，它维护对每个元素的内存引用，使它也能像数组一样工作。

我也有一种感觉，因为Java是开放的，我应该能够查看类定义，但还没有弄清楚如何做到这一点。

谢谢！

Answer 1

ArrayList是由数组直接支持的列表。 更具体地说，它由一个动态调整大小的数组支持。 您可以在源代码中阅读更多相关内容; 有一些非常好的评论。

这很重要的原因是由于LinkedList的实现方式 - 作为传统的节点集合和对其他节点的引用。 这对索引和遍历有性能影响，而对于ArrayList ，由于它由数组支持，所以需要做的就是索引特定数组以检索值。

Answer 2

我喜欢把它想象成一个数据结构，让你享受这两个世界，快速访问像数组一样的索引和列表的无限增长。 当然，总是需要权衡利弊。

ArrayList实际上是数组的包装器。 每次数组的大小结束时，都会创建一个大小为两倍的新数组，并将原始数组中的所有数据复制到新数组中。

来自java doc：

List接口的可调整大小的数组实现 。 实现所有可选列表操作，并允许所有元素，包括null。 除了实现List接口之外，此类还提供了一些方法来操作内部用于存储列表的数组的大小。 （这个类大致相当于Vector，除了它是不同步的。） size，isEmpty，get，set，iterator和listIterator操作在恒定时间内运行 。 添加操作以分摊的常量时间运行，即添加n个元素需要O（n）时间 。 所有其他操作都以线性时间运行（粗略地说）。 与LinkedList实现相比，常数因子较低。

每个ArrayList实例都有一个容量。 容量是用于存储列表中元素的数组的大小。 它始终至少与列表大小一样大。 当元素添加到ArrayList时，其容量会自动增加。 除了添加元素具有恒定的摊销时间成本这一事实之外，未指定增长策略的详细信息。

在使用ensureCapacity操作添加大量元素之前，应用程序可以增加ArrayList实例的容量。 这可能会减少增量重新分配的数量。

这允许对大多数操作进行O（1）访问，就像使用数组一样。 偶尔，您需要使用插入操作来支付此性能，但需要更长时间。

这称为摊销复杂性。 对于那些需要将数组大小加倍的时间，每个操作只需要O（1） 。 在那段时间你会支付O（n），但是如果你在n次操作中平均，那么平均花费的时间只有O（1）而不是O（n） 。

我们来举个例子：

我们有一个100的数组（n = 100）。 你进行100次插入操作（到不同的索引），每个操作只需要O（1） ，当然所有的索引操作都需要O（1） （因为这是一个数组）。 在101插入时，数组中的容量不再增加，因此ArrayList将创建一个新数组，大小为200，将所有值复制到它（ O（n）操作），然后插入第101项。 在将数组填充到200个项目之前，所有操作都需要O（1） 。