注：源码系列文章主要是对某付费专栏的总结记录。如有侵权，请联系删除。

1 说说你对 ArrayList 的理解？

很多面试官喜欢这样开头，考察面试者对 ArrayList 有没有总结经验，介于 ArrayList 内容很多，建议先回答总体架构，再从某个细节出发最为突破口，比如：

ArrayList 底层数据结构是数组，其 API 都做了一层对数组底层访问的封装，比如说 add 方法的过程是 ...（这里引用我们在 ArrayList 源码解析中 add 的过程 <a href="https://blog.csdn.net/xinxisimple/article/details/104537658#t3">[传送]</a>）

一般面试官看你回答的井井有条，并且没啥漏洞的话，基本就不会深究了，这样面试的主动权就掌握在自己的手里了，如果你回答的支支吾吾，那么面试官可能就会开启自己的面试套路了。

2 扩容类问题

2.1 ArrayList 无参构造器构造，现在 add 一个值进去，此时数组的大小是多少，下一次扩容前最大可用大小是多少？

答：此时数组的大小是 1，下一次扩容前最大可用大小是 10，因为 ArrayList 第一次扩容时，是有默认值的，默认值是 10，在第一次 add 一个值进去时，数组的可用大小被扩容到 10 了。

2.2 如果我连续往 list 里面新增值，在增加到第 11 个的时候，数组的大小是多少？

答：这里的考察点就是扩容的公式，当增加到 11 的时候，此时我们希望数组的大小为 11但是实际上数组的最大容量只有 10，不够了就需要扩容，扩容的公式是：oldCapacity + (oldCapacity >> 1)，oldCapacity 表示数组现有大小，目前场景计算公式是：10 + (10 / 2) = 15，然后发现 15 已经够用了，所以数组的大小会被扩容到 15。

2.3 数组初始化，被加入一个值后，如果我使用 addAll 方法，一下子加入 15 个值，那么最终数组的大小是多少？

答：第一题中我们已经计算出数组在加入一个值后，实际大小是 1，最大可用大小是 10，现在需要一下子加入 15 个值，那我们期望数组的大小值就是 16，此时数组最大可用大小只有 10，明显不够，需要扩容，扩容后的大小是 ：10 + (10 / 2) = 15，这时候发现扩容后的大小仍然不到我们的期望值 16，这时候源码中有一种策略如下：

private void grow(int minCapacity) {
    // overflow-conscious code
    int oldCapacity = elementData.length;
    int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
    // newCapacity 本次扩容的大小(也就是 10 + (10 / 2) = 15)，minCapacity 我们期望的数组最小大小(也就是本次的期望值 16)
    // 如果扩容后的值 < 我们的期望值，那么我们的期望值就等于本次扩容的大小
    if (newCapacity - minCapacity < 0)
        newCapacity = minCapacity;
    .....
}

所以最终数组扩容后的大小为 16.

2.4 现在我有一个很大的数组需要拷贝，原数组大小是 5k，请问如何快速拷贝？

答：因为原数组比较大，如果新建数组的时候，不指定大小的话，就会频繁的进行扩容，频繁扩容就会有大量的拷贝工作，造成拷贝的性能低下，所以回答说新建数组时，指定新数组的大小为 5k 即可。

2.5 为什么说扩容会消耗性能？

答：扩容底层使用的是 System.arraycopy 方法，会把原数组的数组全部拷贝一份到新数组上，所以性能消耗比较严重。

2.6 扩容源码过程中有什么指的借鉴的地方？

答：有两点：

1. 扩容的思想值得学习，通过自动扩容的方式，让使用者不用关心底层数组结构的变化，封装的很好，1.5 倍的扩容速度，可以让扩容在前期缓慢上升，在后期增速较快，大部分工作中要求数组的值并不是很大，所以前期增长缓慢有利于节省资源，在后期增速较快时，也可快速库扩容；
2. 扩容过程中，有数组大小溢出的意识，比如要求扩容后的数组大小，不能小于 0，不能大于 Integer 的最大值。

这两点在我们平时设计和写代码时都可以借鉴。

3 删除类问题

3.1 有一个 ArrayList，数据是 2、3、3、3、4，中间有三个 3，现在通过 for(int i = 0; i < list.size(); i++) 的方式，想把值是 3 的元素删除，请问可以删除干净么？最终删除的结果是什么，为什么？删除代码如下：

List<String> list = new ArrayList<String>() {{
    add("2");
    add("3");
    add("3");
    add("3");
    add("4");
}};

for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
    if(list.get(i).equals("3")) {
        list.remove(i);
    }
}
System.out.println(JSON.toJSONString(list));

执行结果：

["2","3","4"]

答：不能删除干净，最终删除的结果是 2、3、4，因为 i 每次都在递增，所以有一个 3 删除不掉，原因如下图：

在这里插入图片描述

从图中可以看到，每次删除一个元素后，该元素后面的元素就会往前移动，而此时循环的 i 在不断的增长，最终会使每次删除 3 的后一个 3 被遗漏，导致删除不掉。

3.2 还是上面的 ArrayList 数组，我们通过增强 for 循环进行删除，可以么？

答：不可以，会报错。因为增强 for 循环过程其实调用的就是迭代器的 next() 方法，当你调用 list#remove() 方法进行删除时，modeCount 的值会加 1，而这个时候迭代器中的 expectedModCount 的值却没有变，导致在迭代器下次执行 next() 方法时，expectedModCount != modCount 就会报 ConcurrentModificationException 的错误。

3.3 还是上面的数组，如果删除时使用 Iterator.remove() 方法可以删除么，为什么？

答：可以的。已经 Iterator.remove() 方法在执行过程中，会把最新的 modCount 赋值给 expectedModCount，这样在下次循环过程中，modCount 和 expectedModCount 两者就会相等。

3.4 删除问题扩展

• 当然也可以直接使用 while(list.remove(element)) 进行删除，因为 remove 返回的是 Boolean，只能删除成功时才返回 true，反之则返回 false，如果返回 false 则表示 list 中的元素 element 删除干净了。

4 对比类问题

4.1 ArrayList 和 LinkedList 有何不同？

答：可以先从底层数据结构说起，然后以某一个方法为突破口深入，比如：

最大的不同是两者底层的数据结构不同，ArrayList 底层是数组；LinkedList 底层是双向链表。两者的数据结构不同特导致了操作的 API 实现有所差异，拿新增来说，ArrayList 会先计算并决定是否扩容，然后把新增的数据直接赋值到数组上；而 LinkedList 仅仅只需要改变插入节点和其前后节点的指向位置关系即可。

4.2 ArrayList 和 LinkedList 应用场景有何不同？

答：ArrayList 更适用于快速的查找匹配，不适合频繁新增删除，像工作中经常会对元素进行匹配查询的场景比较合适；LinkedList 更适合于经常新增和删除，对查询反而更少的场景。

4.3 ArrayList 和 LinkedList 两者有没有最大容量

答：ArrayList 有最大容量，为 Integer 的最大值，大于这个值 JVM 就不会为数组分配内存空间的，LinkedList 底层是双向链表，理论上可以无限大。但源码中，LinkedList 实际大小用的是 int 类型，这也说明了 LinkedList 不能超过 Integer 的最大值，不然会溢出。

4.4 ArrayList 和 LinkedList 是如何对 null 值进行处理的

答：ArrayList 允许 null 值新增，也允许 null 值删除。删除 null 值时，是从头开始，找到第一个值是 null 的元素进行删除；LinkedList 新增删除对 null 值没有特殊校验，是允许新增和删除的。

4.5 ArrayList 和 LinkedList 是线程安全的么，为什么？

答：当两者作为共享变量时才有线程安全问题。比如说仅仅是作为在方法里面的局部变量时，是没有线程安全的，只有两者是共享变量时，才会有线程安全问题。主要的问题点在于多线程环境下，所有线程任何时刻都对数据和链表进行操作，这会导致值被覆盖，甚至混乱的情况。

如果有线程安全问题，在迭代过程中，会频繁报 ConcurrentModificationException 的错误，意思是在当前循环迭代过程中，数据或链表的结构被其它线程修改了。

4.6 如何解决线程安全问题？

答：Java' 源码中推荐使用 Collections#synchronizedList 进行解决，Collections#synchronizedList 的返回值是 List 的每个方法都加了 synchronized 锁，保证了在同一时刻，数组和链表只会被一个线程所修改，或者采用 CopyOnWriteArrayList 并发 List 来解决。

5 其它类型题目

5.1 能描述下双向链表么？

答：如果是和面试官面对面沟通的话，可以画一下，可以把 LinkedList 的结构图画出来，如果是电话面试，可以这么描述：双向链表中双向的意思是说前后节点之间互相有引用，链表的节点我们称之为 Node。Node 有三个属性：其中前一个节点，本身节点的值，其下一个节点，假设 A、B 节点相邻，A 节点的下一个节点就是 B，B 节点的上一个节点就是 A，两者互相引用，在链表的头部节点，我们称之为头节点(first)。头节点的前一个节点是 null，尾部称之为尾节点(last)，尾节点的后一个节点是 null，如果链表数据为空的话，头尾节点是同一个节点，本身是 null，指向前后节点的值也是 null。

5.2 描述下双向链表的新增和删除

答：如果是面对面沟通，最好是直接画，如果是电话面试，可以这么描述：

新增：我们可以选择从链表头新增，也可以选择从链表尾新增，如果是从链表尾新增的话，直接把当前节点追加到尾节点之后，本身节点自动变为尾节点。

删除：把删除节点的后一个节点的 prev 指向其前一个节点，把删除节点的前一个节点的 next 指向其后一个节点，最后把删除节点置位 null 即可。

总结

List 在工作中经常遇到，熟读源码不仅仅是为了因对面试，也为了在工作中使用起来得心应手，如果想深入了解 List，可以看一遍 ArrayList 源码之后，自己重新实现一个 List。这样的话，就会对 List 底层的数据结构和操作细节理解更深。

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