Java 中的集合有哪些？ArrayList 的扩容机制是什么？

Java 中的集合主要分为两类：List 和 Set。List 是有序集合，可以有重复元素，常用的有 ArrayList、LinkedList 和 Vector。Set 是无序集合，不允许有重复元素，常用的有 HashSet 和 TreeSet 等。

对于 ArrayList 的扩容机制，它内部实现了一个数组来存储元素。当数组容量不足时，会自动进行扩容。具体扩容机制如下：

1. 当增加元素的时候，如果当前元素个数已经等于数组容量，则进行扩容操作。
2. 扩容操作会创建一个新的数组，长度为原数组长度的 1.5 倍，并将原数组的元素复制到新数组中。
3. 扩容操作有可能会触发多次，每次扩容的容量都是原数组长度的 1.5 倍。

需要注意的是，由于扩容操作需要复制元素，因此在数据量较大时会影响性能。为了避免频繁扩容，可以在创建 ArrayList 时指定初始容量。

相关问题

Java 中有哪些集合类？

Java 中有很多集合类，其中常用的有以下几种：

1. ArrayList：动态数组，可以根据需要自动扩容。
2. LinkedList：双向链表，可以在任意位置进行插入和删除操作。
3. HashSet：基于哈希表实现的集合，不允许重复元素。
4. TreeSet：基于红黑树实现的集合，可以自动排序且不允许重复元素。
5. HashMap：基于哈希表实现的映射，可以快速查找键值对。
6. TreeMap：基于红黑树实现的映射，可以自动排序键值对。

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### 回答1：
ArrayList 和 LinkedList 是两种不同类型的 Java 集合类。

ArrayList 是基于数组实现的动态数组，它内部维护了一个数组来存储元素。当需要扩容时，ArrayList 会创建一个比当前数组大的新数组，并将原数组的元素复制到新数组中，然后再使用新数组代替原数组。

具体来说，ArrayList 中扩容机制如下：

1. 当向 ArrayList 中加入元素，如果当前数组已满，则需要扩容。

2. 新数组的大小是原数组的两倍（或者原数组的大小加上一个固定值）。

3. 创建一个新数组，并将原数组中的元素复制到新数组中。

4. 使用新数组代替原数组，原数组被垃圾回收。

扩容操作可能带来额外的时间开销，但 ArrayList 支持随机访问元素，并且插入和删除元素的时间复杂度为 O(n)。

LinkedList 则是基于链表实现的，不需要扩容。它通过为每个元素创建一个节点，并通过指针将它们串联起来，来实现动态数组的功能。插入和删除元素的时间复杂度为 O(1)，但随机访问元素的时

### 回答2：
ArrayList是Java中的动态数组，它能够自动扩容以容纳更多的元素。ArrayList的内部扩容机制如下：

1. 初始化：创建一个ArrayList对象时，内部会创建一个初始容量为10的数组。
2. 增加元素：当向ArrayList中添加元素时，首先会检查当前数组是否已满，即元素个数是否等于数组长度。如果相等，则会触发扩容。
3. 扩容机制：当需要扩容时，ArrayList会创建一个更大的数组（通常是当前数组容量的1.5倍），然后将原有数组的元素全部复制到新数组中。
4. 复制元素：在进行数组复制时，ArrayList采用System.arraycopy()方法来实现，该方法效率较高。
5. 更新容量：扩容完成后，ArrayList会更新当前数组的容量为新数组的长度，并将新元素添加到数组中。

需要注意的是，ArrayList在扩容时会有一定的开销，因为需要进行数组复制操作。因此，如果已知元素个数较多，可以在创建ArrayList对象时指定初始容量，以减少扩容次数，提高性能。

总结来说，ArrayList的内部扩容机制是在数组元素个数达到数组长度时触发扩容，创建一个更大的数组并将原有元素复制到新数组中。扩容完成后，更新当前数组容量，并继续添加新元素。

### 回答3：
ArrayList 内部扩容机制是在插入元素时，当当前元素个数已经达到了数组的容量大小时，ArrayList 会自动进行扩容。具体扩容的过程如下：

1. 初始情况下，ArrayList 内部维护了一个数组和一个整数变量 size，用来记录当前元素的个数和数组的容量大小。
2. 当向 ArrayList 中插入元素时，首先会判断当前元素个数是否已经达到了数组的容量大小。
3. 如果当前元素个数已经达到数组容量的上限，则调用 grow 方法进行扩容。
4. grow 方法会创建一个新的更大容量的数组，并将原数组中的元素复制到新数组中。
5. 新数组的大小通常是原数组大小的1.5倍，但如果原数组很小（小于64），则会进行扩容为原数组大小的2倍。
6. 扩容完成后，将新数组设置为 ArrayList 的内部数组，并更新 size 变量为新的元素个数。
7. 在扩容后可以继续插入元素，继续检查是否需要进行扩容。

需要注意的是，ArrayList 的扩容操作是一个相对耗时的操作，因为需要复制元素到新的数组中，所以在事先能够确定元素个数的情况下，可以通过指定容量大小来避免频繁的扩容操作，提高性能。