> 忘记来源是哪个公众号了，原作者看到可以联系我 之前是看到觉得挺好的，就保存到word里了，现在搬运过来 ## 原文 记一次面试 有位应聘者来面试，我和他坐到了小会议室里。他，很年轻，刚入行，应该还培训过，是不是计算机专业我已经记不清了。 但这不重要，照例还是从List问起。一是List可以说是最简单的，二是简单的问题更能考察一个人的思维表达能力。 我：做Java开发的，List肯定用过，你都用过哪些List的实现类呢？ 他：一般都用ArrayList。 我：除了ArrayList，你还知道哪些List，没用过也行。 他：（有点紧张）不知道。 其实他的水平大概我也清楚了，完全可以再问两个问题草草把他打发走。但只要时间允许的情况下，我是不会这样做的。 一方面是不让面试者觉得自己因水平较差不受重视。 二是这部分人大都是转行培训刚入坑不久的新人，不想让他们的自信心受到打击。 三是面试的过程其实对面试官也是一种锻炼，也可以借机refresh自己的记忆。 最后说句良心话，面试者为了这个面试花在路上的时间估计都要一个小时，如果用5分钟就让人家走，感觉有点说不过去。 我：还有一个LinkedList，不知道你有没有见过。 他：知道，平时没用过，所以没什么印象。 我：一个叫ArrayList，一个叫LinkedList，根据名字你说下它们底层是怎么实现的？ 他：应该一个是用数组实现的，一个是链表实现的。 我：那你能不能说一下数组和链表的主要区别是什么？ 大概过了好几秒，他没有回答，也不说不知道。我觉得可能是我问的方式略微笼统，我就又具体了一些。 我：数组和链表是数据结构里的概念，这你应该知道。我的意思是从数据结构的角度，数组有什么特点，链表有什么特点，或者说它们在内存里大致是怎么分布的？ 他：数据结构的东西不太会。 我觉得我的问题已经很清晰了，但凡是正常的开发者，多多少少都应该能说出点，可是，他没有。 看得出他有点紧张，所以我每次都是微笑着、用很柔和的声音和他说话，就害怕太强势了给他造成影响。 虽然这么简单的问题，他都不会，我还是很耐心地给他讲解，就当是锻炼自己了。 我：定义一个数组，只需指定一个长度即可。然后就可以通过变量名+索引（或者说下标）的形式访问数组元素了，下标不能超过数组长度，否则就会发生索引越界异常。 比如数组a，长度是10，那么第一个元素就是a[0]，最后一个就是a[9]。想访问哪个元素只要指定下标就可以了。像这种可以随意访问任何元素的，有个专用名词叫做随机访问。 那我们来看下它在内存中是如何分布的，才支持随机访问。其实数组在内存中是一段连续的空间，你可以把它想象成一个梯子，一个格子紧挨着一个格子。 数组名，也就是这个a，指向了这个空间的起始处地址，也就是数组的第一个元素的地址，所以其实和a[0]指向的是同一个地方。但a和a[0]的含义不一样，a表示内存地址，a[0]表示这个地址上存的元素。 这里的下标0其实指的是相对于起始处地址的偏移量。0表示没有偏移，所以就是起始处地址的那个元素，也即第一个元素。 a[1]表示相对于起始处地址偏移量为1的那个元素，实际可以认为底层执行的是*(a + 1)。a+1表示从起始地址开始向后偏移1个之后的地址，那么*(星号)的意思就是取出那个地址上存储的元素。因为向后偏移了1个，其实就是第二个，所以a[1]叫取出数组的第二个元素。 因数组在内存中是一段连续的空间，所以不管访问哪个元素都是这两步，加上偏移量，然后取数据。这就是它支持随机访问的原因。说白了就是所有元素按顺序挨在了一起。 也可以看出来，不管数组的长度是多长，访问元素的方式都是这两步，都在常量的时间内完成。所以按索引访问数组元素的时间复杂度就是O(1)。 ArrayList只不过是对数组的包装，因为数组在内存中分配时必须指定长度，且一旦分配好后便无法再增加长度，即不可能在原数组后面再接上一段的。 ArrayList之所以可以一直往里添加，是因为它内部做了处理。当底层数组填满后，它会再分配一个更大的新的数组，把原数组里的元素拷贝过来，然后把原数组抛弃掉。使用新的数组作为底层数组来继续存储。 他：你讲的非常好，我完全听懂了，比我当时那个培训班的老师讲的好多了。 我：LinkedList也实现了List接口，也可以按索引访问元素，表面上用起来感觉差不多，但是其底层却有天壤之别。 与数组一下子分配好指定长度的空间备用不同，链表不会预先分配空间。而是在每次添加一个元素时临时专门为它自己分配一个空间。 因为内存空间的分配是由操作系统完成的，可以说每次分配的位置都是随机的，并没有确定的规律。所以说链表的每个元素都在完全不同的内存地址上，那我们该如何找到它们呢？ 唯一的做法就是把每个元素的内存地址都要保存起来。怎么保存呢？那就让上一个元素除了存储具体的数据之外，也存储一份下一个元素在内存中的地址。 整个就像前后按顺序依次相连的一条链，我们只要保存第一个元素的内存地址，就可以顺藤摸瓜找到所有的元素。 这其实就像一个挖宝藏游戏，假设共10步，告诉你第一步去哪里挖。然后挖出一个字条，上面写着第二步去哪里挖。依次这样挖下去。第九步挖出字条后才知道宝藏的位置，然后第十步就把它挖出来了。 可见为了得到宝藏必须这样一步一步挖下去。中间的任何一步都不能跳过，因为第十步宝藏的位置在第九步里放着呢，第九步的位置在第八步里放着呢，依次倒着下来就到了第一步的位置，而第一步的位置已经告诉你了。 所以数组更像是康庄大道、四平八稳。链表更像是曲径通幽、人迹罕至。一个像探险，步步为营。一个像回家，轻车熟路。 可见按索引访问链表元素时，必须从头一个个遍历，而且链表越长，位置越靠后，所需花费的时间就越长。所以按索引访问链表元素的时间复杂度就是O(n)，n为链表的长度。 也说明了链表不支持随机访问。所以ArrayList就实现了RandomAccess（随机访问）接口，而LInkedList就没有。 他：你讲的真好。 👉后记 后来这个应聘者给我司前台打电话，说他自己水平太差，无法到我司来。但是叮嘱前台一定要转达对我的感谢。 说面试时他内心非常紧张，但面试官总是面带微笑很温和地跟他说话。遇到不懂的地方，总是非常有耐心地给他讲解，旁征博引，举一反三。最后他都听懂了，而且也不紧张了。 ## 总结 常用的List: ArrayList、 LinkedList - ArrayList，采用数组数据结构的List，创建一个数组a，加索引即角标就可以访问到数据，数组在内容中是一段连续的数据，可以支持随机访问。a则表示数组的内存地址，索引则是数据所处位置距离第一个元素的偏移量，如a[0]表示当前第一个元素，和a指的是一个位置，所以无论任何位置，只需要两步，找到a的位置，然后获取偏移量即可访问到数据，时间复杂度是O(1)。数组创建时需要指定长度，ArrayList可以一直增加是因为当超过长度时，会新创建一个新的数组，把原来的数据拷贝进去，然后将老的数组抛弃掉。ArrayList支持随机访问，实现了RandomAccess接口。查询多的情况使用ArrayList，当需要删除数据时，当前数据的后续数据角标都发现改变，所以时间复杂度是O(n-i)，所以适合用在查询多，增删少的情况下。 - LinkedList，采用链表数据结构的List，不支持随机访问，在创建时并没有指定长度，使用时是由系统分配内存，所以在内存中的位置是随机。LinkedList在添加数据时不光会记录当前数据，还会记录上个元素的位置，所以通过上个元素访问这个元素，通过一个个元素互相指向形成一个链条一样的结构。当需要访问一个位置的数据时，只能通过第一个元素，一步一步寻找，时间复杂度是O(n)，不能随机访问。所以查询的效率很慢，当删除时，只需要将数据删除后，再下个元素的指向到上个元素即可，删除的时间复杂度是O(1)，所以适合用在频繁增删的情况下。