Java 基础避坑与原理：Scanner、泛型与 ArrayList

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Java 基础避坑与原理：Scanner、泛型与 ArrayList（含源码验证）

1. Scanner 的“回车符”陷阱

现象：
在使用 Scanner 时，如果先调用 nextInt()，紧接着调用 nextLine()，第二个字符串输入会直接跳过（读到空字符串）。

int num = sc.nextInt();
String str = sc.nextLine(); // 还没输入就结束了？

原理：

1. 缓冲区残留：nextInt() 读取数字后，将结束符（回车 \n）留在了输入缓冲区中。
2. 读取机制：nextLine() 以换行符为结束标志。它刚启动就读取到了残留的 \n，认为一行结束，于是返回空字符串。
3. 注意：next() 会自动跳过空白符，所以没有这个问题。

解决方案：

• 方案 A：在 nextInt() 后加一句 sc.nextLine() 手动吃掉回车。
• 方案 B（推荐）：统统使用 nextLine() 读取，再通过 Integer.parseInt() 转换，彻底避坑。

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2. 泛型与基本类型（ArrayList<int>）

现象：
ArrayList<int> 编译报错，必须写成 ArrayList<Integer>。

核心原理：

1. 类型擦除：Java 泛型是伪泛型，编译后泛型类型会被擦除为 Object。
2. 不兼容：基本类型（int）不是对象，无法转换为 Object，因此泛型不支持基本类型。

面试高频点：

• 自动装箱/拆箱：编译器自动在 int 和 Integer 间调用 valueOf() 和 intValue()。
• 空指针异常 (NPE)：Integer 默认为 null，如果自动拆箱赋值给 int 会崩。
• Integer 缓存池：-128 到 127 之间的数字，Integer.valueOf() 会复用缓存对象。
  • Integer a=100, b=100; a==b (true，走缓存)
  • Integer c=200, d=200; c==d (false，new 新对象)
  • 结论：包装类比较一定要用 .equals()。

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3. ArrayList 的初始化与扩容机制

疑问： new ArrayList<>() 初始大小是多少？会频繁扩容影响性能吗？

源码真相（JDK 1.8+）：

1. 懒加载机制：
   • 执行 new 时，底层数组指向空数组，物理容量为 0。
   • 执行第一次 add() 时，才初始化底层数组，容量直接变为 10。
2. 扩容策略：
   • 触发时机：数组填满时。
   • 增长幅度：1.5 倍。
   • 演变：0 -> 10 -> 15 -> 22 -> 33 ...

源码验证（IDEA实操）：
想亲眼确认？按住 Ctrl (Mac 为 Cmd) 点击代码中的 ArrayList 进入源码：

1. 验证懒加载：

   • 搜索构造方法 public ArrayList()。
   • 代码：this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
   • 解读：赋值的是一个空数组，证明初始并未分配内存。

2. 验证 1.5 倍扩容：

   • 搜索 grow(int minCapacity) 方法。
   • 代码：int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
   • 解读：>> 1 表示右移一位（即除以 2 取整）。
   • 计算示例 (15 -> 22)：15 + (15 >> 1) = 15 + 7 = 22。
   • (注：Java 整数运算自动舍弃小数部分，并非四舍五入)

JDK 17 / 21+（新版写法）：
调用 ArraysSupport 工具类：
code
Java
int newCapacity = ArraysSupport.newLength(oldCapacity,
        minCapacity - oldCapacity, 
        oldCapacity >> 1); // <--- 看这里！依然是右移一位(0.5倍)

性能总结：

• 由于是倍增策略，数据量越大扩容频率越低，一般场景下不会有严重性能问题。
• 最佳实践：如果预知数据量（如 1000 条），建议直接指定容量 new ArrayList<>(1000)，避免中间的数组拷贝开销。