Java经典笔试题：可以手写一个ArrayList的简单实现吗？
面试官Q1：可以手写一个ArrayList的简单实现吗？
我们都知道ArrayList是基于数组实现，如果让你实现JDK源码ArrayList中add()、remove()、get()方法，你知道如何实现吗？这一节，我们不看源码，我们想想如何简单的实现ArrayList几个基本方法？
确定数据结构
我们知道，ArrayList中无论什么数据都能放，是不是意味着它是一个Object类型，既然是数组，那么是不是Object[]数组类型的？所以我们定义的数据结构如下：
private Object[] elementData;
private int size;
设置自定义的MyArrayList的长度为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];
}
有了存放数据的位置，接下来，我们想想如何将数据放入数组？
添加数据
public void add(Object obj){
elementData[size++]=obj;
}
每添加一个元素，size就会自增1，我们定义的数组长度为10，当我们添加到11个元素的时候，显然没有地方存放新添加的数据，这个时候我们需要对数组进行扩容处理
对上面代码做如下修改：
public void add(Object obj){
if(size==elementData.length){
//创建一个新的数组，并且这个数组的长度是原数组长度的2倍
Object[] newArray = new Object[size*2];
//使用底层拷贝，将原数组的内容拷贝到新数组
System.arraycopy(elementData, 0, newArray, 0, elementData.length);
//并将新数组赋值给原数组的引用
elementData = newArray;
}
//新来的元素，直接赋值
elementData[size++]=obj;
}
用一张图来表示就是这样的：
查询数据
接着我们看一下删除的操作。ArrayList支持两种删除方式：
- 按照下标删除
- 按照元素删除，这会删除ArrayList中与指定要删除的元素匹配的第一个元素
对于ArrayList来说，这两种删除的方法差不多，都是调用的下面一段代码：
public void remove(int index){
//删除指定位置的对象
//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
}
其实做的事情就是两件:
- 把指定元素后面位置的所有元素，利用System.arraycopy方法整体向前移动一个位置
- 最后一个位置的元素指定为null，这样让gc可以去回收它
用图表示是这样的：
指定位置添加数据
把从指定位置开始的所有元素利用System,arraycopy方法做一个整体的复制，向后移动一个位置（当然先要用ensureCapacity方法进行判断，加了一个元素之后数组会不会不够大），然后指定位置的元素设置为需要插入的元素，完成了一次插入的操作。
public void add(int index,Object obj){
ensureCapacity(); //数组扩容
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
size - index);
elementData[index] = obj;
size++;
}
用图表示这个过程是这样的：
总结一下
从上面的几个过程总结一下ArrayList的特点：
- ArrayList底层以数组实现，是一种随机访问模式，通过下标索引定位数据，所以查找非常快
- ArrayList在顺序添加一个元素的时候非常方便，只是往数组里面添加了一个元素而已(这里指的末尾添加数据)
- 当删除元素的时候，涉及到一次元素复制移位，如果要复制的元素很多，那么就会比较耗费性能
- 当插入元素的时候，涉及到一次元素复制移位，如果要复制的元素很多，那么就会比较耗费性能
因此，ArrayList比较适合顺序添加、随机访问的场景。
写在最后
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