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
- 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。
- 对于随机访问get和set，ArrayList觉得优于LinkedList，因为LinkedList要移动指针。
- 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。
ArrayList和Vector的区别
- 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。
- Vector每次扩容请求其大小的2倍空间，而ArrayList是1.5倍。
- Vector还有一个子类Stack.
