手写Java ArrayList实现解析

"46-Java知识点 手写ArrayList1" 在Java编程中，ArrayList是一个非常基础且重要的集合类，常用于存储动态数组。面试中，要求候选人手写ArrayList的实现，目的是评估他们对ArrayList底层机制的理解程度。下面将详细解释ArrayList的一些核心知识点。 1. **元素** - `DEFAULT_EMPTY_ARR`：在ArrayList内部，有一个名为`DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA`的字段，用于初始化无特定容量的ArrayList。从Java 8开始，当ArrayList没有指定初始容量或传入的容量为0时，会使用这个特殊的数组。 - `transient`关键字：ArrayList内部数组使用`transient`修饰，表示该数组不会参与序列化过程。这意味着在序列化ArrayList时，数组中的元素不会被保存。为了确保反序列化后数据完整，ArrayList使用`writeObject`和`readObject`方法来处理序列化和反序列化，只序列化实际存储的数据，忽略空的数组位置，从而节省空间和时间。 2. **构造函数** - ArrayList有多个构造函数，包括无参构造、指定初始容量的构造以及接受Collection的构造。在实现时，需要考虑各种情况，如传入的容量是否为0，是否需要使用默认容量，以及如何处理传入的Collection。 3. **方法** - `lastIndexOf`方法：这个方法通常用于查找元素在列表中的最后一次出现位置，实现时需要从后向前遍历数组。 - **添加元素**：ArrayList添加元素的关键在于扩容。当数组满时，需要创建一个新的更大容量的数组并复制原有元素。扩容的具体步骤如下： - 检查当前数组是否为空，如果为空，则根据传入的大小（通常是size+1）和默认容量（10）取较大值作为新容量。 - 如果传入的大小大于现有容量，进行扩容。计算新容量通常采用原容量的1.5倍，这个操作在JDK 7和8中使用右移运算实现，而在JDK 6中是乘以3/2再加1。 - 如果扩容后的大小超过ArrayList的最大长度（约2^31-8），则选择最大允许长度或Integer的最大值（两者相差8个数）。 4. **扩容策略** - ArrayList的扩容策略是为了平衡空间和时间效率。每次扩容1.5倍可以避免频繁地创建新数组，同时避免一次性分配大量内存。这种策略在大多数情况下可以提供良好的性能。 在手写ArrayList的过程中，还需要注意线程安全问题，因为ArrayList不是线程安全的，如果在并发环境中使用，需要采取同步措施。此外，理解ArrayList的迭代器工作原理、删除元素的实现以及对其他方法如contains、indexOf等的实现也非常重要。 手写ArrayList有助于深入理解其内部机制，这对于优化代码性能和解决实际问题具有很大帮助。通过这样的练习，开发者能够更好地掌握Java集合框架的核心概念。