【ITOO 2】使用ArrayList时的注意事项：去除多余的null值

问题描述：在课表导入的时候，将数据从excel表里读出，然后将list批量插入到对应的课程表的数据表单中去，出现结果：当我们导入3条数据时，list.size()为3，但是实际上，list里面存在10条数据，只不过前三条数据有值，后面所有的都为null值。在执行批量插入的时候，由于这些null值的缘故，插入失败！

这10条数据怎么来的，这些null值怎么来的？

一、ArrayList简介

java对于ArrayList类的实现：

ArrayList类的实质：ArrayList底层采用Object类型的数组实现，当使用不带参数的构造方法生成ArrayList对象时，实际上会在底层生成一个长度为10的Object类型数组。

首先，ArrayList定义了一个私有的未被序列化的数组elementData，用来存储ArrayList的对象列表（注意只定义未初始）：
　　private transient Object[] elementData;

其次，以指定初始容量（Capacity）或把指定的Collection转换为引用型数组后实例化elementData数组；如果没有指定，则预置初始容量为10进行实例化。把私有数组预先实例化，然后通过copyOf方法覆盖原数组，是实现自动改变ArrayList的大小(size)的关键。ArrayList的构造方法源码如下：

<span style="font-family:KaiTi_GB2312;font-size:18px;">    // 用指定的初始容量构造一个空列表。
    public ArrayList(int initialCapacity) {
        super();
        if (initialCapacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+initialCapacity);
        this.elementData = new Object[initialCapacity];//属性指向新建长度为初始容量的临时数组
    }
    // 使用初始容量10构造一个空列表
    public ArrayList() {
        this(10);
    }
    / *构造包含利用collection的迭代器按顺序返回的指定collection元素的列表
     * @param c 集合，它的元素被用来放入列表t
     * @throws NullPointerException 如果指定集合为 null
     */
    public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
        elementData = c.toArray();//用Collection初始化数组elementData
        size = elementData.length;
        if (elementData.getClass() != Object[].class)
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
    }</span>

二、ArrayList实现自动改变size机制

为了实现这一机制，java引进了Capacity和size概念，以区别数组的length。为了保证用户增加新的列表对象，java设置了最小容量（minCapacity），通常情况上，它大于列表对象的数目，所以Capactiy虽然就是底层数组的长度（length），但是对于最终用户来讲，它是无意义的。而size存储着列表对象的数量，才是最终用户所需要的。为了防止用户错误修改，这一属性被设置为privae的，不过可以通过size()获取。下面，对ArrayList的初始以及其列表对象的增加和删除等三种情况下的size自动改变机制进行分析。

2.1，初始Capacity和size值

 从上面给出的ArrayList构造方法源码中，我们不难看出Capacity初始值（initialCapacity）可以由用户直接指定或由用户指定的Collection集合存储的对象数目确定，如果没有指定，系统默认为10。而size的被声明为int型变量，默认为0，当用户指定Collection创建ArrayList时，size值等于
initialCapacity。
 

2.2，add()方法

该方法的源码如下：

<span style="font-family:KaiTi_GB2312;font-size:18px;">  public boolean add(E e) {
        ensureCapacityInternal(size + 1);
        elementData[size++] = e;//添加对象时，自增size
        return true;
    }</span>

方法中调用的ensureCapacityInternal主要用来调整容量，修改elementData数组的指向。其中涉及到3个方法的调用，其核心在于grow方法：
    

<span style="font-family:KaiTi_GB2312;font-size:18px;">    private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
        modCount++;//定义于ArrayList的父类AbstractList，用于存储结构修改次数
        // overflow-conscious code
        if (minCapacity - elementData.length > 0)
            grow(minCapacity);
    }  
    private void grow(int minCapacity) {
        // overflow-conscious code
        int oldCapacity = elementData.length;
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);//新容量扩大到原容量的1.5倍，右移一位相关于原数值除以2。
        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);
    }
    private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
        if (minCapacity < 0) // overflow
            throw new OutOfMemoryError();
        return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
            Integer.MAX_VALUE :
            MAX_ARRAY_SIZE;//MAX_ARRAY_SIZE和Integer.MAX_VALUE为常量，详细请参阅下面的注解
    }</span>

通过以上代码，我们可知java自动增加ArrayList大小的思路是：向ArrayList添加对象时，原对象数目加1如果大于原底层数组长度，则以适当长度新
建一个原数组的拷贝，并修改原数组，指向这个新建数组。原数组自动抛弃（java垃圾回收机制会自动回收）。size则在向数组添加对象，自增1。

2.3，remove()方法

该重构方法其一源码如下（其它的就不累述了）：

<span style="font-family:KaiTi_GB2312;font-size:18px;">    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);//将后面的列表对象前移
        elementData[--size] = null; // 数组前移一位，size自减，空出来的位置置null，具体的对象的销毁由Junk收集器负责
        return oldValue;
    }
    private void rangeCheck(int index) {//边界检查
        if (index < 0 || index >= this.size)
           throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
    }
    E elementData(int index) {//获取指定index所在位置的对象
        return (E) elementData[index];
    }</span>

通过remove()源码的学习，我们不难看出，其改变ArrayList大小的核心与add()方法相似，都是同数组拷贝。
另外，如果确有必要，用户也可以指定ArrayList实例的容量，可以有效的降低时间成本。它是通过调用ensureCapacityInternal来实现的，源代码如下：

<span style="font-family:KaiTi_GB2312;font-size:18px;">    public void ensureCapacity(int minCapacity) {
        if (minCapacity > 0)
            ensureCapacityInternal(minCapacity);
    }
    //因为size为private的，java给出方法来访问它：
    public int size() {
         checkForComodification();
         return this.size;
    }</span>

 综上所述，在用户向ArrayList追加对象时，Java总是要先计算容量（Capacity）是否适当，若容量不足则把原数组拷贝到以指定容量为长度创建的新数组内，并对原数组变量重新赋值，指向新数组。在这同时，size进行自增1。在删除对象时，先使用拷贝方法把指定index后面的对象前移1位（如果有的话），然后把空出来的位置置null，交给Junk收集器销毁，size自减1，即完成了。

三、解决方法

经过上面的描述，我们知道在实例化Arraylist的时候，会默认的将初始容量设置为10，而在数据多于默认容量的时候，进行size的自增，所以，将初始值设置为1就OK了。

<span style="font-family:KaiTi_GB2312;font-size:18px;">List<CurriclumScheduleEntityModel> listCellError = new ArrayList<CurriclumScheduleEntityModel>(1);</span>

PS：在网上查了一下，虽然都是默认为10，但是在1.5版本的时候，在实例化的时候，就设置了默认值。而在1.7版本以后，则是在list执行add()方法时，设置为10.

本来以为到这里问题就解决了，可是在去除重复数据的过程中，由于对list执行了remove操作，导致在将要导入的list中，又出现了空值：比如说刚开始list有3条数据，去重的时候去除了第二条数据，这时候第三条数据占据第二条数据的位置，而原本的第三条数据变为了null值，再一次导入失败。

解决办法：

最开始的时候，以为通过调用remove(null)值，就可以将list里面的null值移除，可惜失败了。后来采取的方法是：

<span style="font-family:KaiTi_GB2312;font-size:18px;">List<CurriclumScheduleEntityModel> Nonlist = new ArrayList<CurriclumScheduleEntityModel>();
Nonlist.add(null);
listCellTime.remove(i);
listCellTime.removeAll(Nonlist);</span>

首先实例化一个对应的list值，然后调用其add方法添加一个null值，然后在每次移除数据后，再次调用removeAll去移除数据为null的list。至此，问题解决了！

四、总结

遇到问题还是多查查吧，然后一步一步解决，在遇到这个问题的时候才发现，原来写代码真的不是我以为是怎么样就怎么样的。我感觉我的源码量还是太少了，别人都是乍一看就能看出问题，我是瞅了又瞅，然后再瞅，都瞅不出问题。嗯，好好积累吧！