【Java集合】-- ArrayList源码解析

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• 继承体系

ArrayList是一种以数组实现的List，与数组相比，它具有动态扩展的能力，因此也可称之为动态数组。

继承体系

• ArrayList实现了List, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable等接口。
• ArrayList实现了List，提供了基础的添加、删除、遍历等操作。
• ArrayList实现了RandomAccess，提供了随机访问的能力。
• ArrayList实现了Cloneable，可以被克隆。
• ArrayList实现了Serializable，可以被序列化

源码解析

1.属性

//默认初始容量
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
//空数组
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
//空数组，new ArrayList()时使用，添加第一个元素的时候会重新初始为默认容量大小
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
//保存要存储元素的数组
transient Object[] elementData;
//数组长度
private int size;

2.构造方法

无参构造

public ArrayList() {
    //调用默认空数组
    this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}

int型参数的构造方法

public ArrayList(int initialCapacity) {
    if (initialCapacity > 0) {
        //如果传入的值大于0，则直接按照传入的大小来构造数组
        this.elementData = new Object[initialCapacity];
    } else if (initialCapacity == 0) {
        //等于0，则赋值空数组
        this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
    } else {
        throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                           initialCapacity);
    }
}

Collection型参数构造方法

public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
    //把传入集合中的数组赋值给elementData
    elementData = c.toArray();
    if ((size = elementData.length) != 0) {
      // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
        //判断elementData的类型是否为Object[]，如果不是重新把elementData拷贝为Object[]类型
        if (elementData.getClass() != Object[].class)
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
    } else {
        //传入的是一个空集合，则把elementData赋值为默认空数组
        // replace with empty array.
        this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
    }
}

3.添加元素

add(E e)方法

源码：

public boolean add(E e) {
    //检查是否需要扩容
    ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
    //把新元素添加到数组末尾
    elementData[size++] = e;
    return true;
}
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
    //如果ArrayList中elementData 为null则需要创建数组
    if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
        //取传入长度与默认数组长度较大的一个作为创建数组的长度
        minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
    }

    ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
    //数组被修改所以+1
    modCount++;
    // overflow-conscious code
    //要存储的长度大于数组长度则需要扩容
    if (minCapacity - elementData.length > 0)
        grow(minCapacity);
}
private void grow(int minCapacity) {
    // overflow-conscious code
    int oldCapacity = elementData.length;
    //新容量为旧容量的1.5倍
    int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
    if (newCapacity - minCapacity < 0)
        //新长度小于需要的长度则被新长度赋值为需要长度
        newCapacity = minCapacity;
    //如果新容量大于最大容量旧使用最大容量
    if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
        newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
    // minCapacity is usually close to size, so this is a win:
    //把数组中元素拷贝到新数组
    elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}

添加元素很简单就是直接判断是否扩容，然后把元素添加到队尾。

add(int index, E element)

public void add(int index, E element) {
    //判断传入索引是否合法
    rangeCheckForAdd(index);
    //检测是否需要扩容
    ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
    //将index位置的元素后移一位
    System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
                     size - index);
    elementData[index] = element;
    size++;
}

3.获取元素

ArrayList中获取元素只有一个方法就是get，源码：

public E get(int index) {
    //检测索引是否超出范围
    rangeCheck(index);

    //返回对应索引位置的元素
    return elementData(index);
}

4.删除元素

remove(int index)通过索引删除

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

    modCount++;
    //获取对应索引位置的元素
    E oldValue = elementData(index);

    //计算要移动元素的个数
    int numMoved = size - index - 1;
    if (numMoved > 0)
        //把index索引之后的元素全部前移一位
        System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                         numMoved);
    //把数组最后一个存在元素的位置赋值为空
    elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work

    return oldValue;
}

remove(Object o)删除指定元素

public boolean remove(Object o) {
    if (o == null) {
        //传入为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])) {
                //完成数组元素的删除
                fastRemove(index);
                return true;
            }
    }
    return false;
}
private void fastRemove(int index) {
    modCount++;
    //要移动元素个数
    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
}