Java中ArrayList相关的5道面试题
本文参考了 《关于ArrayList的5道面试题 》
1、ArrayList的大小是如何自动增加的?
这个问题我想曾经debug过并且查看过arraylist源码的人都有印象,它的过程是:当试图在一个arraylist中增加一个对象时,Java会去检查arraylist,确保已存在的数组中有足够的容量(默认是10),如果没有足够的容量,那么就会新建一个长度更长(是原来数组长度的1.5倍)的数组,旧的数组就会使用Arrays.copyOf()方法被复制到新的数组中。
来看源代码:
- /**
- * Appends the specified element to the end of this list.
- *
- * @param e element to be appended to this list
- * @return <tt>true</tt> (as specified by {@link Collection#add})
- */
- public boolean add(E e) {
- ensureCapacity(size + 1); // Increments modCount!!
- elementData[size++] = e;
- return true;
- }
- /**
- * Increases the capacity of this <tt>ArrayList</tt> instance, if
- * necessary, to ensure that it can hold at least the number of elements
- * specified by the minimum capacity argument.
- *
- * @param minCapacity the desired minimum capacity
- */
- public void ensureCapacity(int minCapacity) {
- modCount++;
- int oldCapacity = elementData.length;
- if (minCapacity > oldCapacity) {
- Object oldData[] = elementData;
- int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1;
- if (newCapacity < minCapacity)
- newCapacity = minCapacity;
- // minCapacity is usually close to size, so this is a win:
- elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
- }
- }
2、什么情况下使用ArrayList,什么情况下使用LinkedList?
首先来看LinkedList是什么:
- private transient Entry<E> header = new Entry<E>(null, null, null);
- private transient int size = 0;
- /**
- * Constructs an empty list.
- */
- public LinkedList() {
- header.next = header.previous = header;
- }
没错,它就是一个链表,每一个节点都是Entry,而ArrayList是一个数组,初始化的大小是10:
- public ArrayList(int initialCapacity) {
- super();
- if (initialCapacity < 0)
- throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
- initialCapacity);
- this.elementData = new Object[initialCapacity];
- }
- /**
- * Constructs an empty list with an initial capacity of ten.
- */
- public ArrayList() {
- this(10);
- }
好,搞清楚这个之后,我们可以知道:①、对于数组的访问,即使是最糟糕的情况下,时间复杂度也是O(1),而对于链表来说,最糟糕的情况下,时间复杂度是O(N)。②、对于数组来说,当旧容量无法容下新增对象时,会将就的数组复制到一个新的数组里面,这里需要消耗时间,也就是说增加一个对象可能会耗时比较久,而对于链表来说,新增一个对象只是初始化一个entry,然后将其插入到链表表尾,耗时并不会太长。
看LinkedList的add方法:
- public boolean add(E e) {
- addBefore(e, header);
- return true;
- }
- private Entry<E> addBefore(E e, Entry<E> entry) {
- Entry<E> newEntry = new Entry<E>(e, entry, entry.previous);
- newEntry.previous.next = newEntry;
- newEntry.next.previous = newEntry;
- size++;
- modCount++;
- return newEntry;
- }
所以,引用原文的话:多数情况下,当你遇到访问元素比插入或者是删除元素更加频繁的时候,你应该使用ArrayList。另外一方面,当你在某个特别的索引中,插入或者是删除元素更加频繁,或者你压根就不需要访问元素的时候,你会选择LinkedList。
3、当传递一个ArrayList到某个方法,或者某个方法返回ArrayList,什么时候要考虑安全隐患?如何修复这个安全违规问题?
当array被当做参数传递到某个方法中,如果array在没有被复制的情况下直接被分配给了成员变量,那么就可能发生这种情况,即当原始的数组被调用的方法改变的时候,传递到这个方法中的数组也会改变。
来看例子:
- public class Array {
- String []myArray = {};
- public void SetMyArray(String []myArray){
- this.myArray = myArray;//这里有安全隐患
- }
- public String[] getMyArray(){
- return this.myArray;//这里有安全隐患
- }
- public static void main(String []args){
- Array a = new Array();
- String b[] = {"i "," am ","from ","china"};
- a.SetMyArray(b);
- System.out.println(a.getMyArray()[0]);
- b[0]="you";
- System.out.println(a.getMyArray()[0]);
- }
- }
输出结果:
- i
- you
很明显,我们只修改了b[0],但是却影响到a[0](假设我们的目的是修改b并不会影响a),既然出现这个问题,那么我们对set方法做一次改进:
- public void SetMyArray(String []myArray){//修改后的set方法
- if(myArray == null){
- this.myArray = new String[0];
- }else{
- this.myArray = Arrays.copyOf(myArray, myArray.length);
- }
- }
此时的运行结果:
- i
- i
所以此时的b和a都是分开的,互不影响的。
4、如何复制某个ArrayList到另一个Arraylist中去?用原文的话来说:
- 使用clone()方法,比如ArrayList newArray = oldArray.clone();
- 使用ArrayList构造方法,比如:ArrayList myObject = new ArrayList(myTempObject);
- 使用Collection的copy方法。
注意1和2是浅拷贝(shallow copy)。
关于浅拷贝,深拷贝,参考这篇文章。
5、在索引中ArrayList的增加或者删除某个对象的运行过程?效率很低吗?解释一下为什么?
在ArrayList中增加或者是删除元素,要调用System.arraycopy这种效率很低的操作,如果遇到了需要频繁插入或者是删除的时候,你可以选择其他的Java集合,比如LinkedList。看一下下面的代码:
在某个索引处增加一个元素:
- public void add(int index, E element) {
- if (index > size || index < 0)
- throw new IndexOutOfBoundsException(
- "Index: "+index+", Size: "+size);
- ensureCapacity(size+1); // Increments modCount!!
- System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
- size - index);
- elementData[index] = element;
- size++;
- }
在某个索引处删除某个元素:
- public E remove(int index) {
- RangeCheck(index);
- modCount++;
- E oldValue = (E) elementData[index];
- int numMoved = size - index - 1;
- if (numMoved > 0)
- System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
- numMoved);
- elementData[--size] = null; // Let gc do its work
- return oldValue;
- }
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