ArrayList 类

1、由数组实现数据存储

2、元素有序、可重复、允许多个 null 元素

3、效率高,但线程不安全,单线程下使用

4、一般情况下 80% - 90% 为查询,所以大部分情况下选择 ArrayList

  底层结构 增删效率 改查效率
ArrayList 可变数组 较低 较高
LinkedList 双向链表 较高 较低

 

底层

1、维护一个 Object 类型的数组

transient Object[] elementData;

(1)transient 表示不会被序列化

2、创建 ArrayList 对象

(1)无参构造器,构造初始容量为 0 的空 ArrayList 对象

public ArrayList() {
    this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};

(2)有参构造器,构造具有指定初始容量的空 ArrayList 对象

public ArrayList(int initialCapacity) {
    if (initialCapacity > 0) {
        this.elementData = new Object[initialCapacity];
    } else if (initialCapacity == 0) {
        this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
    } else {
        throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                           initialCapacity);
    }
}
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};

3、扩容机制

(1)无参构造器:第一次添加元素,容量扩大到 10

(2)有参构造器:指定初始容量为 0,第一次添加元素,容量扩大到 1,第二次添加元素,容量扩大到 2

(3)无参构造器的后续扩容 / 指定初始容量的后续扩容:新容量 = 原容量 + 原容量 / 2

private int size;
public boolean add(E e) {
    ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
    elementData[size++] = e;
    return true;
}
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
    ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
}
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
    if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
        return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
    }
    return minCapacity;
}
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
    modCount++;

    // 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);
    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);
}
//可分配的数组的最大大小。某些虚拟机会在数组中保留一些 header words,尝试分配更大的数组可能会导致 OutOfMemoryError: 请求的数组大小超过虚拟机限制
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
    if (minCapacity < 0) // overflow
        throw new OutOfMemoryError();
    return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
        Integer.MAX_VALUE :
    MAX_ARRAY_SIZE;
}
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