List相关知识点

数组（Array）

​ 是一种用连续的内存空间存储相同数据类型数据的线性数据结构，指向首地址

• ​ 在根据数组索引获取元素的时候，会用索引和寻址公式来计算内存所对应的元素数据，寻址公式是：数组的首地址+索引乘以存储数据的类型大小
• ​ 如果数组的索引从1开始，寻址公式中，就需要增加一次减法操作，对于cpu来说就多了一次指令，性能不高

操作数组的时间复杂度

​ 1.随机查询（根据索引查询）

​ 计算机通过数组的首地址和寻址公式能够很快速的找到想要访问的元素

​ 2.未知索引查询

​ 情况1：遍历查询O(n)

​ 情况2：排序后的数组用二分查找O(logn)

插入和删除的时间复杂度

​ 插入和删除的时候，为了保证数组的内存连续性，需要挪动数组元素，平均时间复杂度为O(n)

ArrayList源码分析

ArrayList的底层实现原理

• 底层数据结构
  • ArrayList底层是动态数组实现的
• 初始容量
  • ArrayList的初始容量是0，第一次添加数据的时候才会初始扩容为10
• 扩容逻辑
  • ArrayList在进行扩容的时候是原来的1.5倍，每次扩容完都需要拷贝数组
• 添加逻辑
  • 确保数组已使用长度(size)加1后足够存下下一个数据
  • 计算数组容量，如果当前数组已使用长度+1后大于当前数组长度，则调用grow方法扩容(原来的1.5倍)
  • 确保新增的数据有地方存储之后，则将新元素添加到位于size的位置上
  • 返回添加成功布尔值

ArrayLsit list = new ArrayList(10)中的list扩容几次

​ 该语句只是声明和实例了一个ArrayList，指定容量为10，未扩容，当add操作的时候才会去判断扩容

如何实现数组和list之间的转换

参考回答：

• 数组转List，使用JDK中的java.util.arrays工具类的asList方法
• List转数组，使用List的toArray方法，无参toArray方法返回Object数组，传入初始化长度的数组对象，返回该数组对象

追问：

• 用Arrays.asList转List后，如果修改了数组内容，list受影响吗
• List用toArray方转数组后，受影响吗

参考回答：

Arrays.asList转换list之后，如果修改了数组的内容，list会受影响，因为它的底层使用Arrays类中的一个内部类ArrayList来构造的集合，在这个集合的构造器中，把我们传入的这个集合进行包装而已，最终指向的都是同一个内存地址

List用toArray转数组后，如果修改了list内容，数组不会影响，当调用了toArray以后，在底层它是进行数据拷贝，跟原来的元素就没啥关系了，所以即使list修改之后，数组也不受影响

ArrayList和LinkedList的区别是什么

1. 底层数据结构

   ​ ArrayList是动态数组的数据结构实现的

   ​ LinkList是双向链表的数据结构实现的

2. 操作数据效率

   ​ ArrayList按照下标查询的时间复杂度O(1)，内存是连续的，根据寻址公式，LinkList不支持下标查询

   ​ 查找(未知索引)：ArrayList需要遍历，链表也需要遍历，时间复杂度O(n)

   ​ 新增和删除：

   ​ ArrayList尾部插入和删除，时间复杂度O(1)；其它部分增删需要挪动数组，时间复杂度为O(n)

   ​ LinkedList头尾节点的增删O(1)，其它O(n),给定节点O(1)

3. 内存空间占用

   ​ ArrayList底层是数组，内存连续，节省内存

   ​ LinkedList是双向链表需要存储数据，和两个指针，相比更占用内存

4. 线程安全

   ​ ArrayList和LinkedList都不是线程安全的

   ​ 如果需要保证线程安全，有两种方案：

   ​ 在方法内使用，局部变量则是线程安全的

   ​ 使用线程安全的ArrayList和Linklist