Java經典筆試題：能夠手寫一個ArrayList的簡單實現嗎？

面試官Q1：能夠手寫一個ArrayList的簡單實現嗎？

咱們都知道ArrayList是基於數組實現，若是讓你實現JDK源碼ArrayList中add()、remove()、get()方法，你知道如何實現嗎？這一節，咱們不看源碼，咱們想一想如何簡單的實現ArrayList幾個基本方法？

肯定數據結構

咱們知道，ArrayList中不管什麼數據都能放，是否是意味着它是一個Object類型，既然是數組，那麼是否是Object[]數組類型的？因此咱們定義的數據結構以下：

private Object[] elementData;  
private int size;

設置自定義的MyArrayList的長度爲10

public MyArrayList(){
         this(10);
     }
 
     public MyArrayList(int initialCapacity){
         if(initialCapacity<0){
            try {
                 throw new Exception();
             } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        elementData = new Object[initialCapacity];
    }

有了存放數據的位置，接下來，咱們想一想如何將數據放入數組？

添加數據

public void add(Object obj){
        elementData[size++]=obj;
}

每添加一個元素，size就會自增1，咱們定義的數組長度爲10，當咱們添加到11個元素的時候，顯然沒有地方存放新添加的數據，這個時候咱們須要對數組進行擴容處理

對上面代碼作以下修改：

public void add(Object obj){
         if(size==elementData.length){
            //建立一個新的數組，而且這個數組的長度是原數組長度的2倍
             Object[] newArray = new Object[size*2];
            //使用底層拷貝，將原數組的內容拷貝到新數組
             System.arraycopy(elementData, 0, newArray, 0, elementData.length);
            //並將新數組賦值給原數組的引用
             elementData = newArray;
         }
        //新來的元素，直接賦值
        elementData[size++]=obj;
}

用一張圖來表示就是這樣的：

查詢數據

接着咱們看一下刪除的操做。ArrayList支持兩種刪除方式：

• 按照下標刪除
• 按照元素刪除，這會刪除ArrayList中與指定要刪除的元素匹配的第一個元素

對於ArrayList來講，這兩種刪除的方法差很少，都是調用的下面一段代碼：

public void remove(int index){
         //刪除指定位置的對象
         //a b d e
         int numMoved = size - index - 1;
         if (numMoved > 0){
             System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                     numMoved);
         }
         elementData[--size] = null; // Let gc do its work
}

其實作的事情就是兩件:

• 把指定元素後面位置的全部元素，利用System.arraycopy方法總體向前移動一個位置
• 最後一個位置的元素指定爲null，這樣讓gc能夠去回收它

用圖表示是這樣的：

指定位置添加數據

把從指定位置開始的全部元素利用System,arraycopy方法作一個總體的複製，向後移動一個位置（固然先要用ensureCapacity方法進行判斷，加了一個元素以後數組會不會不夠大），而後指定位置的元素設置爲須要插入的元素，完成了一次插入的操做。

public void add(int index,Object obj){
        ensureCapacity();  //數組擴容
        System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
                 size - index);
        elementData[index] = obj;
        size++;
}

用圖表示這個過程是這樣的：

總結一下

從上面的幾個過程總結一下ArrayList的特色：

• ArrayList底層以數組實現，是一種隨機訪問模式，經過下標索引定位數據，因此查找很是快
• ArrayList在順序添加一個元素的時候很是方便，只是往數組裏面添加了一個元素而已(這裏指的末尾添加數據)
• 當刪除元素的時候，涉及到一次元素複製移位，若是要複製的元素不少，那麼就會比較耗費性能
• 當插入元素的時候，涉及到一次元素複製移位，若是要複製的元素不少，那麼就會比較耗費性能

所以，ArrayList比較適合順序添加、隨機訪問的場景。

寫在最後

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