JDK 容器篇(一)之ArrayList原理分析+面试题
2018-03-31 本文已影响0人
猫挺欠
面试中常常会被问到JDK自带的容器,许多时候面试官会深挖实现以及常用类,这里简单做一部分的整理,文章基于jdk1.8版本。由于本人才疏学浅,如有错误之处还望斧正,技术应认真对待,请您发现错误及时反馈,感谢🙏
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Connection
首先看一下Connection接口
Connection实现类以及接口
可以发现常用的List 接口 Set接口与Queue接口
再依次看下List接口中有哪些常用类(并发包留给后续的并发篇去写)
List接口下常用类
ArrayList、LinkedList、Vector 映入眼帘
同理Set 发现有HashSet 与LinkedHashSet
Queue接口发现基本都是concurrent下的东西留在并发篇去写
Queue实现
ArrayList实现原理
核心参数
// 默认容器大小
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
//空的对象数组
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
//数组结构存储目标对象
transient Object[] elementData;
//ArrayList 的 size;
private int size;
初始化的三个构造器
public ArrayList() {
// 初始化一个空数组
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
//传入指定大小
public ArrayList(int initialCapacity) {
if (initialCapacity > 0) {
//初始化指定大小的数据
this.elementData = new Object[initialCapacity];
} else if (initialCapacity == 0) {
//初始化空数组
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
} else {
//传入指定大小小于0 抛出异常
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
initialCapacity);
}
}
//将c元素的集合放入ArrayList
public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
elementData = c.toArray();
if ((size = elementData.length) != 0) {
// c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
if (elementData.getClass() != Object[].class)
elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
} else {
// replace with empty array.
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
}
}
add()
初始化好后我们常常向其中添加元素执行add()源码如下
public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
}
private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) { //如果是个空的数组
return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);//取10和参数间大的
}
return minCapacity;
}
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++; //父类AbstractList 结构性修改+1
// overflow-conscious code
if (minCapacity - elementData.length > 0) //如果数组长度满了
grow(minCapacity);
}
private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);//扩大为原来的1.5倍
if (newCapacity - minCapacity < 0)//如果新容量小于参数指定容量
newCapacity = minCapacity;//修改新容量
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)//如果新容量大于最大闲置
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity); //进行处理
// minCapacity is usually close to size, so this is a win:
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); //copy 扩容数据
}
可以发现关键点在于对容器大小进行了扩容
remove ()
有添加就要有删除
public E remove(int index) {
rangeCheck(index); //检查参数合法性
modCount++; // 结构修改+1
E oldValue = elementData(index) ; //获得删除object
int numMoved = size - index - 1; //计算移动的个数
if (numMoved > 0)
//移动
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
numMoved);
//有利于GC 也就是数组不再持有该对象,使其不可达
elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
return oldValue;
}
get() 获取对象
public E get(int index) {
// 检验索引是否合法
rangeCheck(index);
return elementData(index);
}
set() 指定位置设置值
public E set(int index, E element) {
// 校验下标是否合法
rangeCheck(index);
// 旧值
E oldValue = elementData(index);
// 将新值放在指定下标
elementData[index] = element;
// 返回旧值
return oldValue;
}
indexOf() 查找某对象
public int indexOf(Object o) {
if (o == null) { // 查找的对象为null
for (int i = 0; i < size; i++) // 遍历数组
if (elementData[i]==null)//找到第一个为null的对象
return i;//返回数组下标
} else { // 查找的对象不为null
for (int i = 0; i < size; i++) // 遍历数组
if (o.equals(elementData[i]))//找到第一个和指定对象相等的对象
return i;//返回下标
}
// 没有找到,返回-1
return -1;
}
由此可以看出,如果查找的对象不为null,那么该对象判断条件的关键在于是否重写equals() ,并且查找为顺序遍历
小结
ArrayList 默认容量为10,扩容系数为原长度的1.5倍,采用的是数组的结构。也就是特殊的链表结构,在物理内存中是有序的,所以我们查询某元素效率很快,增加删除元素由于需要改变其顺序,效率略低。同时,我们需要注意,在使用的时候对可预见的长度,创建时尽量指定大小,避免多次扩容,提高效率。
ps:发现写博客一篇基础知识也需要大约四十分中的书写,贵在坚持吧!