前言

今天介紹一下Java的兩個集合類，ArrayList和LinkedList，這兩個集合的知識點(diǎn)幾乎可以說面試必問的。

對于這兩個集合類，相信大家都不陌生，ArrayList可以說是日常開發(fā)中用的最多的工具類了，也是面試中幾乎必問的，LinkedList可能用的少點(diǎn)，但大多數(shù)的面試也會有所涉及，尤其是關(guān)于這兩者的比較可以說是家常便飯，所以，無論從使用上還是在面試的準(zhǔn)備上，對于這兩個類的知識點(diǎn)我們都要有足夠的了解。

ArrayList

ArrayList是List接口的一個實(shí)現(xiàn)類，底層是基于數(shù)組實(shí)現(xiàn)的存儲結(jié)構(gòu)，可以用于裝載數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)都是存放到一個數(shù)組變量中，

transient Object[] elementData;

transient是一個關(guān)鍵字，它的作用可以總結(jié)為一句話：將不需要序列化的屬性前添加關(guān)鍵字transient，序列化對象的時候，這個屬性就不會被序列化。 你可能會覺得奇怪，ArrayList可以被序列化的啊，源碼可是實(shí)現(xiàn)了java.io.Serializable接口啊，為什么數(shù)組變量還要用transient定義呢？

別急，關(guān)于這個問題，我們后面會討論到，不賣個關(guān)子，你們怎么會看到最后，然后給我點(diǎn)在看呢？

當(dāng)我們新建一個實(shí)例時，ArrayList會默認(rèn)幫我們初始化數(shù)組的大小為10


/**
 * Default initial capacity.
 */
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

但請注意，這個只是數(shù)組的容量大小，并不是List真正的大小，List的大小應(yīng)該由存儲數(shù)據(jù)的數(shù)量決定，在源碼中，獲取真實(shí)的容量其實(shí)是用一個變量size來表示，

private int size;

在源碼中，數(shù)據(jù)默認(rèn)是從數(shù)組的第一個索引開始存儲的，當(dāng)我們添加數(shù)據(jù)時，ArrayList會把數(shù)據(jù)填充到上一個索引的后面去，所以，ArrayList的數(shù)據(jù)都是有序排列的。而且，由于ArrayList本身是基于數(shù)組存儲，所以查詢的時候只需要根據(jù)索引下標(biāo)就可以找到對于的元素，查詢性能非常的高，這也是我們非常青睞ArrayList的最重要的原因。

但是，數(shù)組的容量是確定的啊，如果要存儲的數(shù)據(jù)大小超過了數(shù)組大小，那不就有數(shù)組越界的問題？

關(guān)于這點(diǎn)，我們不用擔(dān)心，ArrayList幫我們做了動態(tài)擴(kuò)容的處理，如果發(fā)現(xiàn)新增數(shù)據(jù)后，List的大小已經(jīng)超過數(shù)組的容量的話，就會新增一個為原來1.5倍容量的新數(shù)組，然后把原數(shù)組的數(shù)據(jù)原封不動的復(fù)制到新數(shù)組中，再把新數(shù)組賦值給原來的數(shù)組對象就完成了。

擴(kuò)容之后，數(shù)組的容量足夠了，就可以正常新增數(shù)據(jù)了。

除此之外，ArrayList提供支持指定index新增的方法，就是可以把數(shù)據(jù)插入到設(shè)定的索引下標(biāo)，比如說我想把元素4插入到3后面的位置，也就是現(xiàn)在5所在的地方，

插入數(shù)據(jù)的時候，ArrayList的操作是先把3后面的數(shù)組全部復(fù)制一遍，然后將這部分?jǐn)?shù)據(jù)往后移動一位，其實(shí)就是逐個賦值給后移一位的索引位置，然后3后面就可以空出一個位置，把4放入就完成了插入數(shù)據(jù)的操作了

刪除的時候也是一樣，指定index，然后把后面的數(shù)據(jù)拷貝一份，并且向前移動，這樣原來index位置的數(shù)據(jù)就刪除了。

到這里我們也不難發(fā)現(xiàn)，這種基于數(shù)組的查詢雖然高效，但增刪數(shù)據(jù)的時候卻很耗性能，因?yàn)槊吭鰟h一個元素就要移動對應(yīng)index后面的所有元素，數(shù)據(jù)量少點(diǎn)還無所謂，但如果存儲上千上萬的數(shù)據(jù)就很吃力了，所以，如果是頻繁增刪的情況，不建議用ArrayList。

既然ArrayList不建議用的話，這種情況下有沒有其他的集合可用呢？

當(dāng)然有啊，像我這樣的暖男肯定是第一時間告訴你們的，這就引出了我們下面要說的LinkedList。

LinkedList

LinkedList 是基于雙向鏈表實(shí)現(xiàn)的，不需要指定初始容量，鏈表中任何一個存儲單元都可以通過向前或者向后的指針獲取到前面或者后面的存儲單元。在 LinkedList 的源碼中，其存儲單元用一個Node類表示：

private static class Node<E> {
 E item;
 Node<E> next; 
 Node<E> prev;

 Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
 this.item = element;
 this.next = next;
 this.prev = prev;
 }
}

Node中包含了三個成員，分別是存儲數(shù)據(jù)的item，指向前一個存儲單元的點(diǎn)prev和指向后一個存儲單元的節(jié)點(diǎn)next ，通過這兩個節(jié)點(diǎn)就可以關(guān)聯(lián)前后的節(jié)點(diǎn)，組裝成為鏈表的結(jié)構(gòu)，

因?yàn)橛斜４媲昂蠊?jié)點(diǎn)的地址，LinkedList增刪數(shù)據(jù)的時候不需要像ArrayList那樣移動整片的數(shù)據(jù)，只需要通過引用指定index位置前后的兩個節(jié)點(diǎn)即可，比如我們要在李白和韓信之間插入孫悟空的節(jié)點(diǎn)，只需要像這樣處理下節(jié)點(diǎn)之間的指向地址：

刪除數(shù)據(jù)也是同樣原理，只需要改變index位置前后兩個節(jié)點(diǎn)的指向地址即可。

這樣的鏈表結(jié)構(gòu)使得LinkedList能非常高效的增刪數(shù)據(jù)，在頻繁增刪的情景下能很好的使用，但不足之處也是有的。

雖然增刪數(shù)據(jù)很快，但查詢就不怎么樣了，LinkedList是基于雙向鏈表存儲的，當(dāng)查詢對應(yīng)index位置的數(shù)據(jù)時，會先計算鏈表總長度一半的值，判讀index是在這個值的左邊還是右邊，然后決定從頭結(jié)點(diǎn)還是從尾結(jié)點(diǎn)開始遍歷，

Node<E> node(int index) {
 // assert isElementIndex(index);

 if (index < (size >> 1)) {
  Node<E> x = first;
  for (int i = 0; i < index; i++)
  x = x.next;
  return x;
 } else {
  Node<E> x = last;
  for (int i = size - 1; i > index; i--)
  x = x.prev;
  return x;
 }
 }

雖然已經(jīng)二分法來做優(yōu)化，但依然會有遍歷一半鏈表長度的情況，如果是數(shù)據(jù)量非常多的話，這樣的查詢無疑是非常慢的。

這也是LinkedList最無奈的地方，魚和熊掌不可兼得，我們既想查的快，又想增刪快，這樣的好事怎么可能都讓我們遇到呢？所以，一般建議LinkedList使用于增刪多，查詢少的情景。

除此之外，LinkedList對內(nèi)存的占用也是比較大的，畢竟每個Node都維護(hù)著前后指向地址的節(jié)點(diǎn)，數(shù)據(jù)量大的話會占用不少內(nèi)存空間。

兩者哪個更占空間？

講到這，你是不是對標(biāo)題的那個問題成竹在胸了？

下次有面試官問你，ArrayList和LinkedList哪個更占空間時，你就可以信誓旦旦的說，LinkedList更占空間，我看了薛大佬的文章，肯定不會錯。說完你就可以安心坐著，等待面試官露出滿意的笑容，告訴你通過面試的消息，成功拿下offer指日可待。

如果你真的這么答的話，我也相信面試官一定會被你的回答所征服，他聽完一定會點(diǎn)點(diǎn)頭，嘴角開始上揚(yáng)，然后笑容滿面的告訴你，

感謝你今天過來面試，你可以回去等通知了。。。。

哈哈，開個玩笑，不湊多點(diǎn)字可不是我的風(fēng)格。

言歸正傳，表面上看，LinkedList的Node存儲結(jié)構(gòu)似乎更占空間，但別忘了前面介紹ArrayList擴(kuò)容的時候，它會默認(rèn)把數(shù)組的容量擴(kuò)大到原來的1.5倍的，如果你只添加一個元素的話，那么會有將近原來一半大小的數(shù)組空間被浪費(fèi)了，如果原先數(shù)組很大的話，那么這部分空間的浪費(fèi)也是不少的，

所以，如果數(shù)據(jù)量很大又在實(shí)時添加數(shù)據(jù)的情況下，ArrayList占用的空間不一定會比LinkedList空間小，這樣的回答就顯得謹(jǐn)慎些了，聽上去也更加讓人容易認(rèn)同，但你以為這樣回答就完美了嗎？非也

還記得我前面說的那個transient變量嗎？它的作用已經(jīng)說了，不想序列化的對象就可以用它來修飾，用transient修飾elementData意味著我不希望elementData數(shù)組被序列化。為什么要這么做呢？

這是因?yàn)樾蛄谢疉rrayList的時候，ArrayList里面的elementData，也就是數(shù)組未必是滿的，比方說elementData有10的大小，但是我只用了其中的3個，那么是否有必要序列化整個elementData呢？ 顯然沒有這個必要，因此ArrayList中重寫了writeObject方法：

private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
 throws java.io.IOException{
 // Write out element count, and any hidden stuff
 int expectedModCount = modCount;
 s.defaultWriteObject();

 // Write out size as capacity for behavioural compatibility with clone()
 s.writeInt(size);

 // Write out all elements in the proper order.
 for (int i=0; i<size; i++) {
 s.writeObject(elementData[i]);
 }

 if (modCount != expectedModCount) {
 throw new ConcurrentModificationException();
 }
}

每次序列化的時候調(diào)用這個方法，先調(diào)用defaultWriteObject()方法序列化ArrayList中的非transient元素，elementData這個數(shù)組對象不去序列化它，而是遍歷elementData，只序列化數(shù)組里面有數(shù)據(jù)的元素，這樣一來，就可以加快序列化的速度，還能夠減少空間的開銷。

加上這個知識點(diǎn)后，我們對上面那個問題就可以有更加全面的回答了，如果你下次也遇到這個問題的話，你可以參考一下我的說法：

一般情況下，LinkedList的占用空間更大，因?yàn)槊總€節(jié)點(diǎn)要維護(hù)指向前后地址的兩個節(jié)點(diǎn)，但也不是絕對，如果剛好數(shù)據(jù)量超過ArrayList默認(rèn)的臨時值時，ArrayList占用的空間也是不小的，因?yàn)閿U(kuò)容的原因會浪費(fèi)將近原來數(shù)組一半的容量，不過，因?yàn)锳rrayList的數(shù)組變量是用transient關(guān)鍵字修飾的，如果集合本身需要做序列化操作的話，ArrayList這部分多余的空間不會被序列化。

怎么樣，這樣的回答是不是更加的說服力，不僅更加全面，還可能會給面試官留下好印象，讓他覺得你是個有自己思考的求職者，說不定當(dāng)場就讓你面試通過了呢。

總結(jié)

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