arraylist类的底层数据结构(arraylist和linkedlist的区别)

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1、arraylist类的底层数据结构

ArrayList类是Java集合框架中的一个常用类，它实现了List接口，在实际开发中广泛被使用。它的底层数据结构是基于数组的，因此名字中的"Array"也说明了这一点。

底层数据结构的选择对于一个类的性能和功能有很大的影响，ArrayList选择使用数组作为底层数据结构是有原因的。数组具有连续的内存空间，可以快速随机访问任意元素，这使得ArrayList能够以常数时间复杂度（O(1)）进行随机访问操作，比如get()和set()方法。

另外，数组的大小是固定的，所以对于ArrayList来说，初始时需要指定其大小，但是当元素个数超过数组大小时，ArrayList会自动进行扩容操作，通常将数组大小扩大1.5倍或者两倍。这样，在进行添加元素操作时，ArrayList会在数组末尾添加元素，如果数组已满，则先进行扩容操作，然后再将元素添加到数组末尾。因为扩容操作的成本较高，所以建议在使用ArrayList时，尽量预估元素个数，并在初始化时指定其大小，以减少扩容操作的次数。

除了随机访问外，ArrayList还支持快速地添加、删除元素。在添加元素时，ArrayList会在数组末尾添加元素，而且不会打乱已有元素的顺序。在删除元素时，ArrayList会将待删除元素后面的所有元素向前移动一个位置，以填充删除元素的空位，这也是数组的优势之一。

综上所述，ArrayList类的底层数据结构是基于数组的，这使得它在随机访问、添加和删除元素方面具有很好的性能。但是需要注意的是，由于数组的大小固定，当元素个数较大时，可能会导致频繁地进行数组的扩容操作，从而影响性能，因此在使用ArrayList时应注意预估元素个数，以避免不必要的扩容操作。

2、arraylist和linkedlist的区别

ArrayList和LinkedList是两个常用的集合类，在Java编程中经常被使用。虽然它们都是实现了List接口，但是它们在内部实现上有一些区别。

ArrayList是基于动态数组的数据结构，而LinkedList是基于链表的数据结构。因此，在插入和删除元素时，ArrayList的性能较差，因为它需要移动其他元素以便为新元素腾出空间。而LinkedList则较为高效，因为它只需要调整链表的指针即可。

ArrayList的随机访问性能较好，可以根据索引直接访问元素，时间复杂度为O(1)。而LinkedList的访问性能较差，需要从链表头或尾开始遍历，时间复杂度为O(n)。

另外，由于ArrayList是基于数组实现的，所以它可以随机访问元素，并且支持动态扩容。而LinkedList不支持随机访问，只能从头或尾开始顺序访问。另外，由于LinkedList没有预分配空间，所以它在内存占用上会更加灵活。

ArrayList由于基于数组实现，所以在插入和删除元素时，需要移动其他元素，而LinkedList只需要修改链表的指针，因此在处理大量数据时，LinkedList的性能要优于ArrayList。

综上所述，ArrayList适合随机访问和频繁读取元素的场景，而LinkedList适合频繁插入、删除元素和顺序访问的场景。根据具体的需求，选择合适的集合类可以提高程序的效率和性能。

3、简述集合list set和map的区别

集合（Collection）是Java编程语言中常用的数据结构之一，可以存储多个相同类型的元素。在Java中，常用的集合包括List、Set和Map。

List是一种有序的集合，可以包含重复的元素。它的特点是可以通过索引来访问元素，也可以通过索引来插入、替换和删除元素。List在内存中的存储方式是按照添加的顺序排列的。常用的List实现类有ArrayList和LinkedList。

Set是一种不包含重复元素的集合，它的特点是不能通过索引来访问元素。在Set中，元素是无序的，不会重复的。Set的实现类有HashSet和TreeSet。HashSet使用哈希表实现，TreeSet使用红黑树实现，所以HashSet的插入、删除和查找操作的时间复杂度是O(1)，而TreeSet的时间复杂度是O(logN)。

Map是一种键值对（Key-Value）的集合，它的特点是可以通过键来访问值。在Map中，键是唯一的，值可以重复。Map的实现类有HashMap和TreeMap。HashMap使用哈希表实现，TreeMap使用红黑树实现，所以HashMap的插入、删除和查找操作的时间复杂度是O(1)，而TreeMap的时间复杂度是O(logN)。

总结来说，List是有序集合，可以包含重复元素；Set是无序集合，不能包含重复元素；Map是键值对的集合，键是唯一的，值可以重复。根据需要选择适合的集合，可以提高代码的效率和可读性。

4、arraylist底层数据结构

ArrayList是Java中常用的动态数组类，底层的数据结构是数组。数组是一种连续存储数据的数据结构，在内存中占据一块连续的内存空间。

ArrayList底层的数组大小是固定的，即在创建ArrayList时需要指定初始大小。当需要插入数据时，如果当前数组已满，则会创建一个新的更大容量的数组，并将原数组中的数据拷贝到新数组中。这样就实现了动态扩容的功能。

在插入数据时，ArrayList采用的是基于数组的随机访问方式。根据索引，我们可以直接访问数组中的元素，时间复杂度为O(1)。而在删除或插入元素时，如果需要在中间位置进行操作，则需要将后续的元素全部向后移动或向前移动，时间复杂度为O(n)。因此，ArrayList对于频繁进行插入、删除操作的情况效率较低。

值得注意的是，ArrayList是非线程安全的。如果多个线程同时对ArrayList进行操作，可能会导致数据不一致的情况。如果需要在多线程环境下使用，可以考虑使用线程安全的Vector类或使用Collections.synchronizedList方法进行同步。

总结来说，ArrayList底层数据结构是数组，具有动态扩容的功能。它适用于频繁访问数据的场景，但对于频繁插入、删除操作的情况效率较低。在多线程环境下需要注意其线程安全性。