ArrayList源码分析（基于JDK1.8)
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
从ArrayList<E>可以看出它是支持泛型的，它继承自AbstractList，实现了List、RandomAccess、Cloneable、java.io.Serializable接口。
AbstractList提供了List接口的默认实现（个别方法为抽象方法）。
List接口定义了列表必须实现的方法。
RandomAccess是一个标记接口，接口内没有定义任何内容。
实现了Cloneable接口的类，可以调用Object.clone方法返回该对象的浅拷贝。
通过实现 java.io.Serializable 接口以启用其序列化功能。未实现此接口的类将无法使其任何状态序列化或反序列化。序列化接口没有方法或字段，仅用于标识可序列化的语义。
ArrayList几个重要的字段属性
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 = {}; // 存储ArrayList的元素 transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access /** * The size of the ArrayList (the number of elements it contains). * * @serial */ // elementData指示elementData包含的元素的数量 private int size;
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
ArrayList的构造方法：
public ArrayList(int initialCapacity) { if (initialCapacity > 0) { this.elementData = new Object[initialCapacity]; } else if (initialCapacity == 0) { // this.elementData = {}; this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA; } else { throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+ initialCapacity); } } /** * Constructs an empty list with an initial capacity of ten. */ public ArrayList() { this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA; } // 使用集合来初始化 public ArrayList(Collection<? extends E> c) { elementData = c.toArray(); if ((size = elementData.length) != 0) { // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652) if (elementData.getClass() != Object[].class) elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class); } else { // replace with empty array. this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA; } }
第一个构造方法：根据指定容量进行构造elementData数组。
第二个无参构造方法：初始化为{},size也为0.当执行add操作的时候，如果为{}，则将其容量初始化为DEFAULT_CAPACITY，即为10
第三个构造方法：将集合对象转换成Object数组。Arrays的方法在另一篇博文将做分析。
其它方法：
add(E e):
public boolean add(E e) { // 扩容 ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!! elementData[size++] = e; return true; }
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) { ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity)); }
private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
// 如果elementData为空，则初始化为DEFAULT_CAPACITY if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) { return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity); } return minCapacity; }
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) { modCount++; // overflow-conscious code , 如果扩容大于elementData容量，进行扩容。 if (minCapacity - elementData.length > 0) grow(minCapacity); }
private void grow(int minCapacity) { // overflow-conscious code int oldCapacity = elementData.length; // newCapacity = oldCapacity * 1.5 扩大为之前的1.5倍。 int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); if (newCapacity - minCapacity < 0) // 如果扩容后,newCapacity还是小于minCapacity，则直接赋值为minCapacity newCapacity = minCapacity;
// 如果1.5 * elementData.length比Integer.MAX_VALUE - 8还大 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();
// 如果minCapacity即为Array.length大于Integer.MAX_VALUE - 8. 则直接赋为Integer.MAX_VALUE , 否则就为MAX_ArraySIZE return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ? Integer.MAX_VALUE : MAX_ARRAY_SIZE; }
为什么是1.5倍扩容呢？
public boolean addAll(Collection<? extends E> c)
先将集合c转换成数组，根据转换后数组的程度和ArrayList的size拓展容量，之后调用System.arraycopy方法复制元素到elementData的尾部，调整size。根据返回的内容分析，只要集合c的大小不为空，即转换后的数组长度不为0则返回true。
public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c)
先判断index是否越界。其他内容与addAll(Collection<? extends E> c)基本一致，只是复制的时候先将index开始的元素向后移动X（c转为数组后的长度）个位置（也是一个复制的过程），之后将数组内容复制到elementData的index位置至index+X。
clear的时候并没有修改elementData的长度（好不容易申请、拓展来的，凭什么释放，留着搞不好还有用呢。这使得确定不再修改list内容之后最好调用trimToSize来释放掉一些空间），只是将所有元素置为null，size设置为0。
public void clear() { modCount++; // clear to let GC do its work for (int i = 0; i < size; i++) elementData[i] = null; size = 0; }
返回此 ArrayList 实例的浅表副本。（不复制这些元素本身。），如果是对象，只是复制引用。
public Object clone() { try { ArrayList<?> v = (ArrayList<?>) super.clone(); v.elementData = Arrays.copyOf(elementData, size); v.modCount = 0; return v; } catch (CloneNotSupportedException e) { // this shouldn't happen, since we are Cloneable throw new InternalError(e); } }
indexOf:通过遍历elementData数组来判断对象是否在list中，若存在，返回元素下标的位置。时间复杂度是O(n)
public int indexOf(Object o) { if (o == null) { for (int i = 0; i < size; i++) if (elementData[i]==null) return i; } else { for (int i = 0; i < size; i++) if (o.equals(elementData[i])) return i; } return -1; }
lastIndexOf:从后向前遍历。
remove:
public E remove(int index) { rangeCheck(index); modCount++; E oldValue = elementData(index); int numMoved = size - index - 1; if (numMoved > 0) // 从index+1开始的元素复制到elementData中从index下标开始，总共有numMoved个元素。 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基本和remove的代码一致，只是不用进行边界判断。 fastRemove(index); return true; } } else { for (int index = 0; index < size; index++) if (o.equals(elementData[index])) { fastRemove(index); return true; } } return false; }
