Java集合框架：ArrayList

ArrayList定义

package java.util;
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
        implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable{
    private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
    private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
    private transient Object[] elementData;
    private int size;
//其余省略
}

　　

ArrayList概述

  ArrayList以数组实现，允许重复。超出限制时会增加50%的容量（grow()方法中实现，如下所示），每次扩容都底层采用System.arrayCopy()复制到新的数组，因此最好能给出数组大小的预估值。默认第一次插入元素时创建数组的大小为10.

private void grow(int minCapacity) {
        // overflow-conscious code
        int oldCapacity = elementData.length;
        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);
    }

　　按数组下标访问元素—get(i)/set(i,e) 的性能很高，这是数组的基本优势。

public E get(int index) {
        rangeCheck(index);

        return elementData(index);
    }
    public E set(int index, E element) {
        rangeCheck(index);

        E oldValue = elementData(index);
        elementData[index] = element;
        return oldValue;
    }

　　直接在数组末尾加入元素—add(e)的性能也高，但如果按下标插入、删除元素—add(i,e), remove(i), remove(e)，则要用System.arraycopy()来移动部分受影响的元素，性能就变差了，这是基本劣势。

 public boolean add(E e) {
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        elementData[size++] = e;
        return true;
    }
    public void add(int index, E element) {
        rangeCheckForAdd(index);

        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
                         size - index);
        elementData[index] = element;
        size++;
    }
    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;
    }
    public boolean remove(Object o) {
        if (o == null) {
            for (int index = 0; index < size; index++)
                if (elementData[index] == null) {
                    fastRemove(index);
                    return true;
                }
        } else {
            for (int index = 0; index < size; index++)
                if (o.equals(elementData[index])) {
                    fastRemove(index);
                    return true;
                }
        }
        return false;
    }

　　 ArrayList中有一个方法trimToSize()用来缩小elementData数组的大小，这样可以节约内存：

 public void trimToSize() {
        modCount++;
        if (size < elementData.length) {
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);
        }
    }

　　考虑这样一种情形，当某个应用需要，一个ArrayList扩容到比如size=10000，之后经过一系列remove操作size=15，在后面的很长一段时间内这个ArrayList的size一直保持在<100以内，那么就造成了很大的空间浪费，这时候建议显式调用一下trimToSize()这个方法，以优化一下内存空间。 
  或者在一个ArrayList中的容量已经固定，但是由于之前每次扩容都扩充50%，所以有一定的空间浪费，可以调用trimToSize()消除这些空间上的浪费。 
  非线程安全，可以调用Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());实现。

ArrayList的使用

  举个简单一点的例子：

List<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(4);
        list.add(2);
        list.add(3);
        list.add(5);
        for(int i:list)
        {
            System.out.println(i);
        }
        System.out.println(list);

　　运行结果：

4
2
3
5
[4, 2, 3, 5]

　　可以发现ArrayList是按插入顺序存储的，这也不奇怪，每次插入是在elementData[size++]处插入。

subList的使用

List<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(4);
        list.add(2);
        list.add(3);
        list.add(5);
        list.add(7);
        list.add(5);
        list.add(11);
        list.add(14);
        list.add(10);
        list.add(9);
        System.out.println(list);
        List<Integer> list2 = list.subList(3, 6);
        System.out.println(list2);
        list2.set(2, 50);

        System.out.println("============");
        System.out.println(list);
        System.out.println(list2);

　　运行结果：

[4, 2, 3, 5, 7, 5, 11, 14, 10, 9]
[5, 7, 5]
============
[4, 2, 3, 5, 7, 50, 11, 14, 10, 9]
[5, 7, 50]

　　

ArrayList和LinkedList的区别

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觉得优于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。

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ArrayList和Vector的区别

1. Vector和ArrayList几乎是完全相同的,唯一的区别在于Vector是同步类(synchronized)，属于强同步类。因此开销就比ArrayList要大，访问要慢。正常情况下,大多数的Java程序员使用ArrayList而不是Vector,因为同步完全可以由程序员自己来控制。
2. Vector每次扩容请求其大小的2倍空间，而ArrayList是1.5倍。
3. Vector还有一个子类Stack.