java基础概念47-ArrayList、LinkList和迭代器

news2025/1/8 0:19:45

一、ArrayList集合

1-1、ArrayList的两种添加信息的方式

1-2、ArrayList集合底层逻辑

1、利用空参创建的集合，在底层创建一个默认长度为0的数组

2、添加第一个元素时，底层会创建一个新的长度为10的数组

3、存满时，会扩容1.5倍。

4、如果一次添加多个元素，1.5倍还放不下，则新创建数组的长度以实际为准。

二、LinkedList集合

2-1、LinkedList的特有API

LinkedList中的Node源码：

ListedList在任意位置插入元素：

import java.util.LinkedList;

public class LinkedListInsertExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建LinkedList并添加初始元素
        LinkedList<String> list = new LinkedList<>();
        list.add("A");
        list.add("B");
        list.add("C");

        // 打印插入前的链表：插入前的链表: [A, B, C]
        System.out.println("插入前的链表: " + list);

        // 在索引位置1插入元素"X"
        list.add(1, "X");

        // 打印插入后的链表：插入后链表: [A, X, B, C]
        System.out.println("插入后链表: " + list);
    }
}

2-2、ArrayList VS LinkedList

就整体使用频率而言，ArrayList通常比LinkedList更为常用。

1、ArrayList的常用性及其原因

随机访问性能优越：
- ArrayList基于数组实现，支持O(1)时间复杂度的随机访问。
- 在需要频繁访问列表中元素（如通过索引获取元素）的场景中，ArrayList具有显著优势。
动态扩容方便：
- ArrayList提供了动态扩容的功能，能够根据需要自动调整大小。（1.5倍）
- 这使得ArrayList在存储动态输入数据时更加灵活和方便。

进行排序和合并等操作时，ArrayList都是首选的数据结构。

2、LinkedList的适用场景及其局限性

插入和删除性能优越：
- LinkedList基于链表实现，支持O(1)时间复杂度的在任意位置插入和删除元素（前提是已知要插入或删除元素的位置）。
- 然而，在不知道位置的情况下，LinkedList的插入和删除操作需要遍历列表，时间复杂度为O(n)。
内存占用较大：
- 由于LinkedList中的每个元素都需要存储一个指向下一个元素的引用，因此其内存占用通常比ArrayList大。

LinkedList更适用于需要频繁在任意位置插入和删除元素的场景。

三、迭代器（Iterator）

3-1、迭代器（Iterator）源码

3-2、迭代器（Iterator）的`ConcurrentModificationException`（并发修改异常）

Java集合框架中的大多数集合类（如ArrayList、HashSet等）都有一个内部计数器modCount，用于记录集合被修改的次数。每当集合的结构发生变化（如添加、删除元素），modCount就会增加。

迭代器在创建时，会保存一个创建时的expectedModCount，这是迭代器期望的集合修改次数。在迭代过程中，每次调用next方法时，迭代器都会检查当前集合的modCount是否与expectedModCount相等。如果不相等，说明集合在迭代过程中被修改了（不是通过迭代器自身的remove方法），此时就会抛出ConcurrentModificationException。