一、ArrayList基础概念 ArrayList是Java集合框架中的动态数组实现类，继承自AbstractList并实现List接口 底层基于Object数组存储元素，具备自动扩容机制和泛型特性 主要特点： 允许nu […]
- 一、ArrayList基础概念
- ArrayList是Java集合框架中的动态数组实现类，继承自AbstractList并实现List接口
- 底层基于Object数组存储元素，具备自动扩容机制和泛型特性
- 主要特点：
- 允许null值和重复元素
- 维护插入顺序
- 非线程安全
- 支持随机访问
- 与普通数组对比：
- 容量动态扩展
- 封装增删改查操作
- 提供丰富的API方法
- 二、核心方法深度解析
- 初始化方式：
- 默认构造函数：new ArrayList()
- 指定初始容量：new ArrayList(int initialCapacity)
- 构造时指定集合：new ArrayList(Collection<? extends E> c)
- 添加元素：
- add(E e)：追加到末尾
- add(int index, E element)：指定位置插入
- 数据访问：
- get(int index)：通过索引获取元素
- size()：获取当前元素数量
- 删除操作：
- remove(int index)：通过索引删除
- remove(Object o)：删除指定元素
- clear()：清空所有元素
- 遍历方式：
- 传统for循环+get()
- 增强for循环
- 迭代器Iterator
- ListIterator支持双向遍历
- 三、性能与内部机制
- 扩容机制：
- 初始容量默认16（JDK8）
- 扩容算法：当容量不足时，新容量 = 原容量 * 1.5 + 1
- 扩容时创建新数组并复制旧数据，时间复杂度O(n)
- 时间复杂度分析：
- 随机访问：O(1)
- 尾部添加：摊还O(1)
- 中间插入/删除：O(n)
- 内存占用：对象头 + 数组引用 + 数组本身空间
- 四、典型应用场景
- 需要频繁遍历且偶尔修改数据的场景
- 替代传统数组管理动态数据集
- 作为临时数据容器使用
- 与集合框架其他组件交互
- 五、常见问题与解决方案
- ConcurrentModificationException异常：
- 原因：迭代过程中被外部修改
- 解决：使用迭代器的remove()方法
- 性能优化技巧：
- 预估容量避免频繁扩容
- 避免在循环中使用remove()
- 批量操作使用subList()
- 线程安全处理：使用CopyOnWriteArrayList
- 六、最佳实践指南
- 选择合适初始容量：根据业务需求预设
- 优先使用泛型类型声明
- 避免不必要的对象转型
- 谨慎处理null值逻辑
- 与Collections工具类配合使用
- 序列化注意事项
- 七、进阶技术点
- 源码关键点分析：
- transient Object[] elementData;
- ensureCapacityInternal()扩容逻辑
- subList()的实现原理
- 与LinkedList对比：
- ArrayList更适合随机访问
- LinkedList更适合频繁插入删除
- 在多线程环境下的局限性
- 八、实战案例演示
- 学生信息管理系统：
- 存储Student对象
- 实现增删改查功能
- 订单数据缓存：
- 按时间排序订单记录
- 定期清理过期数据
- 日志消息队列：
- 异步处理日志事件
- 批量提交优化性能
- 九、未来发展趋势
- JDK版本演进：
- JDK8新增removeIf()
- JDK9引入of()静态工厂方法
- 替代方案比较：
- CopyOnWriteArrayList
- Vector
- ArrayList的变种实现
- 在大数据场景的应用拓展
- 十、常见面试问题解析
- ArrayList和Vector的区别
- 扩容算法的数学推导
- 迭代器失效的原因及解决方案
- 如何实现不可变ArrayList
- 与Python列表的对比分析
