一、简述

ArrayList和Vector内部是使用可増长数组实现的，可以认为ArrayList或者Vector封装了对内部数组的操作，比如向数组中添加、删除、插入新的元素或者数据的扩展和重定向。所以使用get和set方法是花费常数时间的，但是如果插入或者删除元素，除非插入或者删除的位置都在表末尾，否则代码开销会很大，因为里面需要数组的移动。
LinkedList使用了循环双向链表数据结构，所以get会非常消耗资源，除非位置离头部很近。但是插入或者删除元素花费常数时间。与基于数组ArrayList相比，这是两种截然不同的实现技术，这也决定了它们将适用于完全不同的工作场景。

二、ArrayList和LinkedList的大致区别

1. ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构，LinkedList基于链表的数据结构。
2. 对于随机访问get和set，ArrayList绝对优于LinkedList，因为LinkedList要移动指针。
3. 对于新增和删除操作add和remove，LinkedList比较占优势，因为ArrayList要移动数据。
4. ArrayList和linkedList都不是线程安全的。

三、数组和链表是数据结构中的概念，各有什么特点，在内存里是怎么分布的

1️⃣数组
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。

它在内存中是如何分布，才支持随机访问的？
其实数组在内存中是一段连续的空间，可以将它想象成一个梯子，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。

2️⃣链表
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。

数组是康庄大道、四平八稳，仿佛回家，轻车熟路。链表是曲径通幽、人迹罕至，犹如探险，步步为营。

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。

#四、new ArrayList(20)扩容几次

public ArrayList(int initialCapacity) {
    if (initialCapacity > 0) {
        this.elementData = new Object[initialCapacity];
    } else if (initialCapacity == 0) {
        this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
    } else {
        throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                               initialCapacity);
    }
}

从 JDK8 源码来看，这种指定数组大小的创建，创建时直接分配大小，没有扩充。

总结：
1️⃣在 JDK7 中，如果通过无参构造的话，初始数组容量为0，当真正对数组进行添加时，才真正分配容量。每次按照1.5倍(位运算)的比率通过copeOf的方式扩容。

举例说明：添加 20 个元素到 ArrayList 中。当第一次插入元素时才分配 10(默认)个对象空间，之后扩容会按照1.5倍增长。也就是当添加第 11 个数据的时候，Arraylist继续扩容变为 10*1.5=15；当添加第 16 个数据时，继续扩容变为 15 * 1.5 =22个。

2️⃣在 JKD6 中，如果通过无参构造的话，初始数组容量为 10。每次通过 copeOf 的方式扩容后容量为原来的 1.5 倍。