ArrayList数据结构如何同时索引和动态？它是如何实现的？

Question

我相信LinkedLists和ArrayLists之间存在差异。 ArrayLists只是动态数组。所以我假设ArrayLists存储在连续位置的堆中（这就是他们有O（1）get方法的原因）。问题是，如果发生存在于堆中的另一个对象会阻止ArrayList增长，该怎么办？在这种情况下如何实施？如果ArrayList的剩余部分存储在堆的其他非concurous区域中，则get方法不会是O（1）。

例如，假设在内存位置10中有一个对象。之后，在内存位置5创建一个ArrayList。为简单起见，假设数组列表中的每个元素只是一个字节。这意味着ArrayList只能增长到5个元素。

Answer 1

ArrayList可以通过丢弃旧数组，分配一个全新的数组，并将旧数组中的值复制到新数组中，从而增长到可用内存限制的任何大小。对于任何给定的插入，此操作可以O(n) amortized cost is O(1)。

Answer 2

  

所以我假设ArrayLists存储在堆中的连续位置

通常情况下，但没有什么能阻止JVM做出不同的事情（JVM规范中没有任何内容表明数组必须存储在连续的块中）。

另见this related post。

  

如果碰巧存在堆中存在另一个会阻止ArrayList增长的对象会怎样？

arraylist对象将要求JVM为其提供更多空间，JVM将根据需要分配空间（如果不能，则抛出OutOfMemoryException）。

Answer 3

查看源代码（感谢@GilbertoGaxiola），初始ArrayList创建一个大小为10的object []。因为它需要更多空间，所以它将大小翻倍并将旧数组的内容复制到新数组中。在这个阵列很大之前，它不需要很多次填充，这使得它成为一个很好的实现。

Answer 4

  

所以我假设ArrayLists存储在连续位置的堆中（这就是他们有一个O（1）get方法的原因。）

所有其他答案都在这里是正确的，但我想解决你在这里做出的错误假设：

ArrayList.get()是O（1），不是因为数组如何存储在内存中，而是因为元素访问的成本是恒定的，并且与中的元素数量不成比例 ArrayList。

O（1）这里并不意味着可以在单个操作中完成查找 - 这意味着相对于后备阵列的大小，复杂性是恒定的。

当您调用ArrayList.get(i)时，JVM仍然需要将数组索引转换为虚拟内存地址，这需要您的操作系统将地址转换为真实地址 - 但它是O（1），因为复杂性是相同的如果数组有1个元素或5000个。

相比之下，LinkedList.get(i)不是O（1），因为LinkedList类需要遍历每个节点，直到它找到节点i - 复杂性与列表的整体大小成比例， i的大小。

数组存储在连续位置的假设也是不正确的。

Answer 5

最后的解释绝对正确。操作系统必须最终将索引转换为真实地址。因此，所有索引的翻译时间都是不变的。关于存储，最后一个解释是正确的，如果你需要存储更多元素，大小只会翻倍。