Java集合之ArrayList源码分析

概述

ArrayList可以理解为动态数组, 根据MSDN的说法, 就是Array的复杂版本. 与数组相比, 它的容量能动态增长. ArrayList是List接口的可变数组的实现. 实现了所有可选列表操作, 允许包括null在内的所有元素.

数组的特点, 查询快增删慢.

每个ArrayList实例都有一个容量, 该容量是指向用来存储列表元素的数组大小. 随着向ArrayList中不断添加元素, 其容量也自动增长, 自动增长会带来数据向新数组的重新拷贝, 因此, 如果可预知数据量的多少, 可在构造ArrayList时指定其容量. 在添加大量元素前, 应用程序也可以使用 ensureCapacity 方法来增加ArrayList实例的容量, 可以减少递增式再分配的数量.

注意: ArrayList不是线程安全的.

ArrayList原理

ArrayList实现了List接口、底层使用数组保存所有元素, 其操作基本上是对数组的操作.

ArrayList继承了AbstractList, 实现了List. 它是一个数组, 提供了相关的添加、删除、修改、遍历等.

ArrayList实现了RandmoAccess接口, 即提供了随机访问功能. RandmoAccess是java中用来被List实现的, 为List提供快速访问功能的. 在ArrayList中, 可以通过元素的序号快速获取元素对象, 这就是快速随机访问.

ArrayList实现了Cloneable接口, 即覆盖了函数clone(), 能被克隆.

ArrayList实现java.io.Serizlizable接口, 这意味着ArrayList支持序列化, 能通过序列化去传输.

1.ArrayLIst底层用数组实现

其他字段:

2.构造函数

3.存储

ArrayList提供了多种添加元素的方法.

(1)add(E e)方法, 将指定元素添加到列表的尾部. 当容量不足时, 调用 grow 增长容量.

可以看到, 方法核心内容就是 ensureCapacityInternal 方法. 用于调整数组容量, 这个函数就是 自动扩容机制的核心. 其实现如下:

也就是说, 当增加数据时, 若ArrayList大小不够了, 那么将数组扩容为原来的1.5倍.

(2)add(int, E)在指定位置插入元素

(3)set(int, E)将指定位置的元素替换, 返回旧的元素的值

(4)addAll(Collection)将指定Collection中的元素添加到末尾

(5)addAll(int, Collection)将指定Collection中的元素添加到指定位置

方法基本都大同小异, 重要的就是为数组扩容

4.读取

读取的方法就比较简单了, ArrayList 能够支持随机访问的原因也是很显然的, 因为它内部的数据结构是数组, 而数组本身就是支持随机访问

5.删除

(1)remove(int)删除指定下标的元素并返回

(2)remove(Object)删除指定的元素, 返回是否成功(布尔值)

删除数组中的元素, 会将元素后面的所有元素向左移动一个位置.

6.调整数组容量

ensureCapacity 方法用于调整数组的容量