ArrayList源码解析

1、进入Java的JDK ArrayList源码

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
        implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
{
    private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;

    /**
     * 默认大小为10
     */
    private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;


    /**
     * 数据存放在
     */
    transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access

    //数字大小
    private int size;

    ......
}　　

可以看出，ArrayList默认使用数组来存放数据

 

2、构造方法

   //有初始容量 
   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);
        }
    }

   //空构造函数，默认为DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA
    public ArrayList() {
        this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
    }

    //传入初始集合
    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;
        }
    }

　　

  
3、添加操作

    //添加单个元素，详细在1)介绍
    public boolean add(E e) {
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        elementData[size++] = e;
        return true;
    }

    //添加单个元素到某个位置. 详细在2)介绍
    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++;
    }




    //添加集合元素
    public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
        Object[] a = c.toArray();
        int numNew = a.length;
        ensureCapacityInternal(size + numNew);  // Increments modCount
        System.arraycopy(a, 0, elementData, size, numNew);
        size += numNew;
        return numNew != 0;
    }

    //添加结合从某个位置开始
    public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
        rangeCheckForAdd(index);

        Object[] a = c.toArray();
        int numNew = a.length;
        ensureCapacityInternal(size + numNew);  // Increments modCount

        int numMoved = size - index;
        if (numMoved > 0)
            System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + numNew,
                             numMoved);

        System.arraycopy(a, 0, elementData, index, numNew);
        size += numNew;
        return numNew != 0;
    }

　　

1) add(E e)

    //添加单个元素
    public boolean add(E e) {
	//1、扩容操作
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        //2、设置数组尾元素为e
	elementData[size++] = e;
        return true;
    }

    //ensureCapacityInternal扩容
    private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
	//如果是空数组，则minCapacity为10和参数 minCapacity的最大值
        if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
            minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
        }

        ensureExplicitCapacity(minCapacity);
    }

    //ensureExplicitCapacity
    private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
        modCount++;

        // 说明数组需要扩容
        if (minCapacity - elementData.length > 0)
            grow(minCapacity);
    }

   //grow
    private void grow(int minCapacity) {
        //1、原数组大小
        int oldCapacity = elementData.length;
	//2、新的数字大小： 扩到1.5倍
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
        if (newCapacity - minCapacity < 0)
            newCapacity = minCapacity;
	//3、如果大于MAX_ARRAY_SIZE，MAX_ARRAY_SIZE值为Integer.MAX_VALUE - 8，
	// MAX_VALUE值为2的31次减1（2147483647）
        if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
	    //设置最大容量
            newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
        //4、 执行数字拷贝操作
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
    }
    //设置最大容量,也就是Integer.MAX_VALUE，2147483647
    private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
        if (minCapacity < 0) // overflow
            throw new OutOfMemoryError();
        return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
            Integer.MAX_VALUE :
            MAX_ARRAY_SIZE;
    }

　　这里主要是一个扩容的操作，扩容的大小为数组长度的1.5倍。 默认构造函数没有初始化数组大小，在扩容这里增加数组大小。也就初始化长度是滞后的，这样比在构造函数里初始化数组大小更好，防止无用的ArrayList出现。

　2)　add(int index, E element) 

    public void add(int index, E element) {
	//1、校验index，如果index超过了size，则报错
        rangeCheckForAdd(index);

	//2、扩容操作
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
	 //3、数组拷贝
        System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
                         size - index);
	//4、赋值
        elementData[index] = element;
        size++;
    }

    //rangeCheckForAdd. 校验index
    private void rangeCheckForAdd(int index) {
        if (index > size || index < 0)
            throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
    }

　　

3、删除操作

// 1.删除某个索引处的元素
public E remove(int index) 
{   	
}

// 2.删除某个元素
public boolean remove(Object o) 
{
}

// 3.批量删除
public boolean removeAll(Collection<?> c) 
{
}

// 4.按照条件删除
@Override
public boolean removeIf(Predicate<? super E> filter) 
{   
}
 
// 5.全部删除
public void clear() 
{   
}

　　

 

　　1）E remove(int index) 

    public E remove(int index) {
	//1、针对index进行边界检查
        rangeCheck(index);

        modCount++;
        E oldValue = elementData(index);
	//2、获得需要挪动的元素长度
        int numMoved = size - index - 1;
	//3、index之后的元素向前平移一位
        if (numMoved > 0)
            System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                             numMoved);
	//4、最后一位元素值为null，已经是无效元素了。
        elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work

        return oldValue;
    }

　　

2） remove(Object o)

    public boolean remove(Object o) {
	//如果要删除的对象为空
        if (o == null) {
            for (int index = 0; index < size; index++)
                if (elementData[index] == null) {
                    fastRemove(index);
                    return true;
                }
        } else {
	    //逐个比较
            for (int index = 0; index < size; index++)
                if (o.equals(elementData[index])) {
                    fastRemove(index);
                    return true;
                }
        }
        return false;
    }

　从 remove（Object o）的源码可知，针对存在多个相同元素的ArrayList，则之后删除第一个元素。

 

4、修改操作

    //修改操作
    public E set(int index, E element) {
        rangeCheck(index);
	//1、获取到原来的元素
        E oldValue = elementData(index);
	//2、直接替换
        elementData[index] = element;
        return oldValue;
    }

　　

5、查询操作

    //根据索引获取元素值
    public E get(int index) {
	
        rangeCheck(index);

        return elementData(index);
    }

   public int indexOf(Object o) {
	//如果对象为空，返回第一个为空的对象索引
        if (o == null) {
            for (int i = 0; i < size; i++)
                if (elementData[i]==null)
                    return i;
        } else {
	    //如果对象不为空，返回第一个相等对象的索引
            for (int i = 0; i < size; i++)
                if (o.equals(elementData[i]))
                    return i;
        }
        return -1;
    }

    //数字从后往前进行查询
    public int lastIndexOf(Object o) {
        if (o == null) {
            for (int i = size-1; i >= 0; i--)
                if (elementData[i]==null)
                    return i;
        } else {
            for (int i = size-1; i >= 0; i--)
                if (o.equals(elementData[i]))
                    return i;
        }
        return -1;
    }