Java開發經常用到的ArrayList集合原理方法，這些你都清楚嗎

前言

ArrayList 算是我們開發中最經常用到的一個集合了，使用起來很方便，對於內部元素的隨機存取很快。今天來分析下ArrayList的一些原理方法，對於平常工作和麵試都是非常有用的。

另外本人整理收藏了20年多家公司面試知識點整理，以及各種Java核心知識點免費分享給大家，我認為對面試來說是非常有用的，想要資料的話請點795983544 暗號CSDN。

在這裡插入圖片描述

一.ArrayList 簡介

ArrayList 是一個陣列佇列，相當於動態陣列。與 Java 中的陣列相比，它的容量能動態增長。它繼承於 AbstractList，實現了 List, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable 這些介面。看過 ArrayList 原始碼的同學有沒有注意過有這麼一個細節：為什麼 ArrayList 實現了RandomAccess這個介面，但是 LinkedList 卻沒有實現這個介面？這是一個空介面，裡面沒有任何的方法，有什麼作用呢？
答案: RandomAccess 是一個標誌介面，表明實現這個這個介面的 List 集合是支援快速隨機存取的。也就是說，實現了這個介面的集合是支援快速隨機存取策略的。而 LinkedList 是不能實現隨機存取的。

二.ArrayList 資料結構

ArrayList 包含了兩個重要的物件：elementData 和 size。

elementData 是"Object[]型別的陣列"，它儲存了新增到 ArrayList 中的元素。實際上，elementData
是個動態陣列。

那是不是有人就會問既然 ArrayList 本質是陣列，那為啥它的長度可以改變?

首先，陣列的確長度不能改變。不過，ArrayList 內部有一系列騷操作，大概就是它每次覺得長度不夠就會建立一個新陣列，這個新陣列的容量比原來多出 50%，把原來的陣列 copy 過來，然後把以前的陣列銷燬掉。

size 則是動態陣列的實際大小。

三. ArrayList 遍歷方式

第 1 種，普通 for 迴圈隨機存取，通過索引值去遍歷。

// 隨機存取
     List<String> list = new ArrayList<>();
     int size = list.size();
     for (int i = 0; i < size; i++) {
         value = list.get(i);
     }

第 2 種，通過迭代器遍歷。即通過 Iterator 去遍歷。

// 迭代器遍歷
    Iterator<String> iter = list.iterator();
    while (iter.hasNext()) {
        value = iter.next();
    }

第 3 種，增強 for 迴圈遍歷。

 // 增強 for 迴圈
    for (String s : list) {
        value = s;
    }

第 4 種 forEach + lambda 迴圈遍歷

list.forEach(p -> {
                p.hashCode();
            });

四種遍歷比較

結論：如果資料量比較少的話貌似四種迴圈耗時都差不多，但是隨著資料量的增長會發現 foreach 的效率是最好的。但是從上面我們會發現一個奇怪的現象，第一次迴圈的時候forEach遍歷的時間是最長的儘管資料量非常少也會這樣。但是後面的耗時就正常了。如果放開測試裡面的預熱程式碼，每次跑出來的耗時也是正常的。

四.ArrayList 刪除資料

雖然有四種遍歷方式，但是能夠正確刪除資料的方式只有兩種

第 1 種通過迭代器進行刪除。這種方式的話，也是《阿里程式碼規約》所推薦的。

在這裡插入圖片描述

Iterator<String> iter = list.iterator();
        while (iter.hasNext()) {
            iter.next().hashCode();
            iter.remove();
        }

第 2 種倒序迴圈刪除

for(int i = list.size()-1;i>=0;i--){
            list.remove(i);
        }

下面再演示下錯誤的刪除操作

普通 for 迴圈正序刪除，刪除過程中元素向左移動，不能刪除重複的元素

 List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("1");
        list.add("1");
        list.add("2");
        for(int i=0;i<list.size();i++){
           list.remove(i);
        }
        System.out.println(String.join(",",list));

結果輸出：1

增強 for 迴圈刪除會丟擲 java.util.ConcurrentModificationException

五.ArryList 注意點

謹慎使用 ArrayList 中的 subList 方法

ArrayList 的 subList 結果不可強轉成 ArrayList，否則會丟擲 ClassCastException 異常，即 java.util.RandomAccessSubList cannot be cast to java.util.ArrayList. 說明：subList 返回的是 ArrayList 的內部類 SubList，並不是 ArrayList ，而是 ArrayList 的一個檢視，對於 SubList 子列表的所有操作最終會反映到原列表上。

List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("1");
        list.add("1");
        list.add("2");
        ArrayList<String> strings =  (ArrayList)list.subList(0, 1);

執行結果：
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: java.util.ArrayList$SubList cannot be cast to java.util.ArrayList
  at com.workit.demo.listener.ArrayListTest.main(ArrayListTest.java:29)

在 subList 場景中，高度注意對原集合元素個數的修改，會導致子列表的遍歷、增加、刪除均會產 ConcurrentModificationException 異常。

 List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("1");
        list.add("1");
        list.add("2");
        List<String> subList =  list.subList(0, 1);
        // 對原 List 增加一個值
        list.add("10");
        subList.add("11"); // 這一行會報 java.util.ConcurrentModificationException

初始化 List 的時候儘量指定它的容量大小。(儘量減少擴容次數)

結束語

由於自己才疏學淺，難免會有紕漏，假如你發現了錯誤的地方，還望留言給我指出來,我會對其加以修正。
如果你覺得文章還不錯，你的轉發、分享、讚賞、點贊、留言就是對我最大的鼓勵。
感謝您的閱讀,十分歡迎並感謝您的關注。

在這裡插入圖片描述