【集合框架】JDK1.8源码分析之ArrayList详解(一)
一. 从ArrayList字表面推测
ArrayList类的命名是由Array和List单词组合而成，Array的中文意思是数组，List的中文意思是列表。从ArrayList字表面推测,ArrayList类是否有数组和列表的特征？那么，这些特征这在ArrayList类中又是怎么体现的？
ArrayList源码分析
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
从上面的代码可知道，以下几点
- 继承了AbstractList类，实现了List，意味着ArrayList是一个数组队列，提供了诸如增删改查、遍历等功能。
- 实现了RandomAccess接口，意味着ArrayList提供了随机访问的功能。RandomAccess接口在Java中是用来被List实现，用 来提供快速访问功能的。在ArrayList中，即我们可以通过元素的序号快速获取元素对象。
- 实现了Cloneable接口，意味着ArrayList实现了clone()函数，能被克隆。
- 实现了java.io.Serializable接口，意味着ArrayList能够通过序列化进行传输。
ArrayList的属性
/**
* Default initial capacity.
*/
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
/**
* Shared empty array instance used for empty instances.
*/
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
/**
* Shared empty array instance used for default sized empty instances. We
* distinguish this from EMPTY_ELEMENTDATA to know how much to inflate when
* first element is added.
*/
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
/**
* The array buffer into which the elements of the ArrayList are stored.
* The capacity of the ArrayList is the length of this array buffer. Any
* empty ArrayList with elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA
* will be expanded to DEFAULT_CAPACITY when the first element is added.
*/
transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access
/**
* The size of the ArrayList (the number of elements it contains).
*
* @serial
*/
private int size;
- DEFAULT_CAPACITY ：默认容量大小为10。
- EMPTY_ELEMENTDATA ：用于Constructs有参数传入，如果参数等于零，则使用该属性。
- DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA ：用于Constructs无参数传入默认大小为10（具体运用于add中），使用使用该属性。
- size ：当前容量大小
构造分析
有参数构造Method
传入initialCapacity参数，如果参数大于零，创建一个大小为initialCapacity的数组
/**
* Constructs an empty list with the specified initial capacity.
*
* @param initialCapacity the initial capacity of the list
* @throws IllegalArgumentException if the specified initial capacity
* is negative
*/
public ArrayList(int initialCapacity) {
if (initialCapacity > 0) {
//new一个大小为initialCapacity的数组
this.elementData = new Object[initialCapacity];
} else if (initialCapacity == 0) {
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
} else {
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
initialCapacity);
}
}
无参数构造Method
里面只有一个操作就是把 elementData 设置为 DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA 这个空数组。
// 无参的构造函数，传入一个空数组 这时候会创建一个大小为10的数组，具体操作在 add 中
public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
增删查改Method
add Method
这个方法首先调用了 ensureCapacityInternal() 这个方法里面就判断了当前的 elementData 是否等于 DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA 如果是的话，就把数组的大小设置为 10 然后进行扩容操作,这里刚好解释了为什么采用无参构造的List 的大小是 10 ，这里扩容操作调用的方法是 ensureExplicitCapacity 里面就干了一件事如果用户指定的大小 大于当前长度就扩容，扩容的方法采用了 Arrays.copy 方法，这个方法实现原理是 new 出一个新的数组，然后调用 System.arraycopy 拷贝数组，最后返回新的数组。
public boolean add(E e) {
// 当调用了无参构造，设置大小为10
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount
elementData[size++] = e;
return true;
}
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
// 如果当前数组是默认空数组就设置为 10和 size+1中的最小值
// 这也就是说为什么说无参构造 new 的数组大小是 10
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;
// 若用户指定的最小容量 > 最小扩充容量，则以用户指定的为准，否则还是 10
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;
// 1.5倍增长
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
// minCapacity is usually close to size, so this is a win:
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
Remove Method
通过index知道位置，然后index位置的值被index+1位置的值往前覆盖，覆盖的次数为size - index - 1
/**
* Removes the element at the specified position in this list.
* Shifts any subsequent elements to the left (subtracts one from their
* indices).
*
* @param index the index of the element to be removed
* @return the element that was removed from the list
* @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
*/
public E remove(int index) {
rangeCheck(index);
modCount++;
E oldValue = elementData(index);
int numMoved = size - index - 1;
if (numMoved > 0)
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
numMoved);
elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
return oldValue;
}
get Method
通过index 来访问元素
public E get(int index) {
//检测范围
rangeCheck(index);
checkForComodification();
return ArrayList.this.elementData(offset + index);
}
set Method
通过index知道要修改的元素并替换了
public E set(int index, E e) {
rangeCheck(index);
checkForComodification();
E oldValue = ArrayList.this.elementData(offset + index);
ArrayList.this.elementData[offset + index] = e;