前置知识：

数组

baseAddress：数组的首地址

dataTypeSize：数组中元素类型的大小，如int为4字节

为什么数组索引从0开始，假如从1开始不行吗？

在根据数组索引获取元素的时候，会用索引和寻址公式来计算内存所对应的元素数据，寻址公式是：数组的首地址+索引*存储数据的类型大小

这样对于CPU来说，增加了一个减法指令，影响性能

时间复杂度

随机查找（通过下标）时间复杂度O(1)

查找元素（未知下标）时间复杂度O(n)

查找元素（未知下标但排序）通过二分查找的时间复杂度O（logn）

插入元素和删除元素的时候，为了保证数组的内存连续性，需要挪动数组元素，平均时间复杂度为O（n）

ArrayList

源码分析【jdk8】

elementData 为数组，我们所有的操作都在该数组上

无参构造的时候调用的是DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA

有参构造的时候调用的是EMPTY_ELEMENTDATA

以上两个集合虽然都为空集合，但是在后续判断的时候用来做区分【下面有代码】

区分我这个集合是通过有参（大小为0）创建的还是无参创建的，如果是无参的，那么我第一次计划会和default_capacity(10)进行比较，如果是有参的，则直接返回size+1

第一次添加数据的时候，即假设我们是通过无参构造生成的ArrayList【数组容量为0，因为空数组，size为0】，然后往里面第一次加数据的时候，会先去调用ensureCapacityInternal方法，将成员变量elementData和minCapacity传进去，因为elementData是通过无参构造器（赋的值），所以此时elementData == defaultCapacity_EMPTY_elmentdata，所以判断，如果size+1比10（默认的）小，则计划容量为10，否则计划至size+1。计划完成之后，还需要确保容量是否够，调用ensureExplicitCapacity，够用则不会扩容，正常情况下1-10次add都不会扩容，第十一次的时候，每次扩容为原来的1.5（接近）倍（增加原来的一半，如果是奇数会缺失小数部分）

ArrayList底层的实现原理：

ArrayList list = new ArrayList(10) 中list扩容了几次？

该语句中只是声明和实例了一个ArrayList，指定了容量为10，未扩容。

如何实现数组和List之间的转换？

数组转换成List：调用数组的静态方法 Arrays.asList(数组名) 【该方法转成的集合不可变】

使用JDK中java.util.Arrays工具类的asList方法

List转换成数组：使用List的toArray方法。toArray方法返回Object数组，传入类型和长度。

Arrays.asList转换List之后，如果修改了数组的内容，list会受到影响，因为它的底层集合的构造器中，把我们传入的这个集合进行了包装而已，最终它们指向的都是同一个内存地址。

toArray转数组后，如果修改了list内容，数组不会受影响，当调用toArray后，底层进行了数组的拷贝，跟原来的元素没关系（new了一个新的）

ArrayList和LinkedList区别？

底层数据结构：

ArrayList是动态数组的数据结构实现【动态是因为进行扩容，然后进行拷贝】

LinkedList是双向链表的数据结构实现

操作数据效率：

ArrayList按照下标查询的时间复杂度O（1）【内存是连续的，根据寻址公式】，LinkedList不支持下标查询

查找（未知索引）：ArrayList需要遍历，链表也需要遍历，时间复杂度都是O（n）

新增和删除

ArrayList尾部插入和删除，时间复杂度未O（1）；其他部分增删需要挪动数组，时间复杂度为O（n）

LinkedList头尾接待你增删时间复杂度是O（1）【双向链表】，其他都需要遍历链表，时间复杂度O（n）

内存空间占用

ArrayList底层是数组，内存连续，节省内存

LinkedList是双向链表需要存储数据和两个指针，更占用内存

线程安全

ArrayList和LinkedList都不是线程安全的

如果需要保证线程安全，有两种方案

1.在方法内使用，局部遍历是线程安全的

2.使用线程安全的ArrayList和LinkedList【使用Collections下的synchroniedList封装】当然性能会低