java集合类之ArrayList详解

一、ArrayList源码分析

1、全局变量

（1）默认容量（主要是通过无参构造函数创建ArrayList时第一次add执行扩容操作时指定的elementData的数组容量为10）

 private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

（2）空的对象数组（当通过指定容量的构造方法创建ArrayList时指定给elementData，用于区分DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA，比如说在得到最小扩容容量时判断elementData是通过哪个构造函数指定的哪个数组）

 private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};

（3）默认的空数组（用于区分EMPTY_ELEMENTDATA，主要针对构造函数）

 private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};

（4）存放数据的数组的缓存变量，不可序列化

 transient Object[] elementData;

（5）元素数量（注意区分length，length是数组elementData的容量，而size是元素数量）

 private int size;

2、构造函数

（1）带有容量initialCapacity的构造方法

 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);
    }
}

（2）不带参数的构造方法

 public ArrayList() {
    this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}

（3）带参数Collection的构造方法

 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;
    }
}

参数c为一个Collection，Collection的实现类大概有以下几种常用类型：

• List：元素可以重复的容器
• Set: 元素不可重复的容器
• Queue:结构是一个队列，先进先出
  这个构造方法的意思是，将一个Collection实现类的对象转换为一个ArrayList，但是c容器装的内容必须为ArrayList装的内容的子类。例如，将一个装了String内容的HashSet转换为装了String内容的ArrayList，使得ArrayList的大小和值数组都是HashSet的大小和值数组。具体实现如下代码，首先调用c(Collection的具体实现类)的toArray方法，具体大家可以看各个实现类的toArray方法，但是大概意思都是将c容器转换为object类型的数组，因为它们的返回值都是object[]。之于下面的两个判断是当得到的elementData的类名不是Object类名的时候或者是长度为0的时候才会执行。

3、方法

（1）trimToSize()

 public void trimToSize() {
    modCount++;
    if (size < elementData.length) {
        elementData = (size == 0)
          ? EMPTY_ELEMENTDATA
          : Arrays.copyOf(elementData, size);
    }
}

说明：

将ArrayList的容量设置为当前size的大小。首先需要明确一个概念，ArrayList的size就是ArrayList的元素个数，length是ArrayList申请的内容空间长度。ArrayList每次都会预申请多一点空间，以便添加元素的时候不需要每次都进行扩容操作，例如我们的元素个数是10个，它申请的内存空间必定会大于10，即length>size，而这个方法就是把ArrayList的内存空间设置为size，去除没有用到的null值空间。这也就是我们为什么每次在获取数据长度是都是调用list.size()而不是list.length()。（list不可调用length，因为不存在变量length）

源码详解：

首先modCount是从类 java.util.AbstractList 继承的字段，这个字段主要是为了防止在多线程操作的情况下，List发生结构性的变化，什么意思呢？就是防止一个线程正在迭代，另外一个线程进行对List进行remove操作，这样当我们迭代到最后一个元素时，很明显此时List的最后一个元素为空，那么这时modCount就会告诉迭代器，让其抛出异常 ConcurrentModificationException。
如果没有这一个变量，那么系统肯定会报异常ArrayIndexOutOfBoundsException，这样的异常显然不是应该出现的(这些运行时错误都是使用者的逻辑错误导致的，我们的JDK那么高端，不会出现使用错误，我们只抛出使用者造成的错误，而这个错误是设计者应该考虑的)，为了避免出现这样的异常，定义了检查。

（2）size()

 public int size() {
    return size;
}

说明：返回ArrayList的大小
源码解释：直接返回size

（3）isEmpty()

 public boolean isEmpty() {
    return size == 0;
}

说明：返回ArrayList是否为空
解释说明：直接返回判断size==0

（4）indexOf(Object o)

 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;
}

说明：

对象o在ArrayList中的下标位置，如果存在返回位置i，不存在返回-1
源码解释：

遍历ArrayList的大小，比较o和容器内的元素，若相等，则返回位置i，若遍历完都不相等，返回-1

（5）contails（Object o）

 public boolean contains(Object o) {
    return indexOf(o) >= 0;
}

说明：

是否包含对象o

源码解释：

调用indexOf()方法得到下标，存在则下标>=0，不存在为-1，即只要比较下标和0的大小即可

（6）lastIndexOf(Object o)

 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;
}

说明：

返回容器内出现o的最后一个位置

源码解释：

从后向前遍历，得到第一个出现对象o的位置，不存在则返回-1

（7）clone()

 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);
    }
}

说明：返回此ArrayList实例的浅表副本

（8）toArray()

 public Object[] toArray() {
    return Arrays.copyOf(elementData, size);
}

说明：

ArrayList实例转换为Array数组

源码解释：

直接调用Arrays类的copyOf

（9）toArray(T[] a)

 public <T> T[] toArray(T[] a) {
    if (a.length < size)
        // Make a new array of a's runtime type, but my contents:
        return (T[]) Arrays.copyOf(elementData, size, a.getClass());
    System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, size);
    if (a.length > size)
        a[size] = null;
    return a;
}

说明：

将ArrayList里面的元素赋值到一个数组中去

源码解释：

如果a的长度小于ArrayList的长度，直接调用Arrays类的copyOf，返回一个比a数组长度要大的新数组，里面元素就是ArrayList里面的元素；如果a的长度比ArrayList的长度大，那么就调用System.arraycopy，将ArrayList的elementData数组赋值到a数组，然后把a数组的size位置赋值为空

（10）rangeCheck(int index)

 private void rangeCheck(int index) {
    if (index >= size)
        throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}

说明：

测试index是否越界

源码解释：

如果index超出ArrayList的数组长度，就会抛出IndexOutOfBoundsException异常，注意 访问控制修饰符Private只能在同一类中使用

（11）rangeCheckForAdd(int index)

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

说明：测试index是否越界（add、addall操作时）

（12）get(int index)

 public E get(int index) {
    rangeCheck(index);
    return elementData(index);
}

说明：获取index位置的元素

源码解释：

先检查是否越界，然后返回ArrayList的elementData数组index位置的元素

（13）set(int index,E element)

 public E set(int index, E element) {
    rangeCheck(index);
    E oldValue = elementData(index);
    elementData[index] = element;
    return oldValue;
}

说明：设置index位置的元素值为element，返回该位置之前的值

（14）ensureCapacityInternal(int minCapacity)

     private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
    if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
    //获取默认的容量和传入参数的较大值
        minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
    }
    ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}

说明：得到最小扩容量

（15）ensureExplicitCapacity(int minCapacity)

 private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
    modCount++;
    //如果最小需要空间比ElementData的内存空间要大，则需要扩容
    // overflow-conscious code
    if (minCapacity - elementData.length > 0)
        grow(minCapacity);
}

说明：判断是否需要扩容

（16）grow(int minCapacity)

 // MAX_VALUE为231-1，MAX_ARRAY_SIZE 就是获取Java中int的最大限制，以防止越界    
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;  
private void grow(int minCapacity) {  
// 获取到ArrayList中elementData数组的内存空间长度  
int oldCapacity = elementData.length;  
// 扩容至原来的1.5倍  
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);  
// 再判断一下新数组的容量够不够，够了就直接使用这个长度创建新数组，   
// 不够就将数组长度设置为需要的长度  
if (newCapacity - minCapacity < 0)  
    newCapacity = minCapacity;  
// 判断有没超过最大限制  
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)  
    newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);  
// 调用Arrays.copyOf方法将elementData数组指向新的内存空间时newCapacity的连续空间  
// 并将elementData的数据复制到新的内存空间  
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);  

}

说明：帮助ArrayList动态扩容的核心方法

（17）hugeCapacity(int minCapacity)

 private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
    if (minCapacity < 0) // overflow
        throw new OutOfMemoryError();
    return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
        Integer.MAX_VALUE :
        MAX_ARRAY_SIZE;
}

说明：由grow(int minCapacity)调用

（18）add(E e)

 public boolean add(E e) {  
 // 扩容  
    ensureCapacityInternal(size + 1);    
// 将e赋值给elementData的size+1的位置。  
    elementData[size++] = e;  
    return true;  
}  

说明：添加元素e

（19）add(int index,E element)

 public void add(int index, E element) {  
// 判断index是否越界    
    rangeCheckForAdd(index);  
 // 扩容  
    ensureCapacityInternal(size + 1);    
 // 将elementData从index位置开始，复制到elementData的index+1开始的连续空间  
    System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,  
                 size - index);  
 // 在elementData的index位置赋值element  
    elementData[index] = element;  
 // ArrayList的大小加一    
    size++;  

}

说明：在ArrayList的index位置，添加元素element

（20）remove(int index)

 public E remove(int index) {  
 // 判断是否越界    
    rangeCheck(index);  
    modCount++;  
 // 读取旧值    
    E oldValue = elementData(index);  
 // 获取index位置开始到最后一个位置的个数  
    int numMoved = size - index - 1;  
    if (numMoved > 0)  
     // 将elementData数组index+1位置开始拷贝到elementData从index开始的空间  
    System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,  
                     numMoved);  
 // 使size-1 ，设置elementData的size位置为空，让GC来清理内存空间  
    elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work  
    return oldValue;  
}  

说明：在ArrayList移除index位置的元素

（21）remove(Object o)

 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;
}

说明：在ArrayList中移除对象为o的元素，跟indexOf方法的思想基本一致

（22）fastRemove(int index)

 private void fastRemove(int index) {
    modCount++;
    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
}

说明：被remove（Object o）调用

（23）clear()

 public void clear() {
    modCount++;
    // clear to let GC do its work
    for (int i = 0; i < size; i++)
        elementData[i] = null;
    size = 0;
}

说明：

设置全部元素为null值，并设置size为0

源码解释：

可见clear操作并不是从空间内删除，只是设置为null值，等待垃圾回收机制来回收而已，把size设置为0，以便我们不会浏览到null值的内存空间

（24）addAll(Collection<？ extend E> c)

 public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
 // 将c转换为数组a  
    Object[] a = c.toArray();  
 // 获取a占的内存空间长度赋值给numNew  
    int numNew = a.length;  
 // 扩容至size + numNew  
    ensureCapacityInternal(size + numNew);  // Increments modCount  
 // 将a的第0位开始拷贝至elementData的size位开始，拷贝长度为numNew  
    System.arraycopy(a, 0, elementData, size, numNew);  
 // 将size增加numNew    
    size += numNew;  
 // 如果c为空，返回false，c不为空，返回true  
    return numNew != 0;  

}

说明：将Collection c的全部元素添加到ArrayList中

（25）addAll(int index,Collection<？ extend E> c)

 public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {  
 // 判断index大于size或者是小于0,如果是，则抛出IndexOutOfBoundsException异常  
    rangeCheckForAdd(index);  
 // 将c转换为数组a  
    Object[] a = c.toArray();  
    int numNew = a.length;  
 // 扩容至size + numNew  
    ensureCapacityInternal(size + numNew);  // Increments modCount  
  // 获取需要添加的个数  
    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;  

}

说明：从第index位开始，将c全部拷贝到ArrayList

（26）removeRange(int fromIndex,int toIndex)

 protected void removeRange(int fromIndex, int toIndex) {
    modCount++;
    int numMoved = size - toIndex;
    System.arraycopy(elementData, toIndex, elementData, fromIndex,
                     numMoved);
    // clear to let GC do its work
    int newSize = size - (toIndex-fromIndex);
    for (int i = newSize; i < size; i++) {
        elementData[i] = null;
    }
    size = newSize;
}

说明：Removes from this list all of the elements whose index is between
{@code fromIndex}, inclusive, and {@code toIndex}, exclusive.
可以选择继承ArrayList编写自己的List类来调用这个方法
（Protected访问控制修饰符）

（27）batchRemove(Collection<？> c, boolean complement)

 private boolean batchRemove(Collection<?> c, boolean complement) {  
    final Object[] elementData = this.elementData;  
 // 定义一个w，一个r，两个同时右移     
    int r = 0, w = 0;  
    boolean modified = false;  
    try {  
     // r先右移  
        for (; r < size; r++)  
          // 如果c中不包含elementData[r]这个元素  
            if (c.contains(elementData[r]) == complement)  
              // 则直接将r位置的元素赋值给w位置的元素，w自增  
            elementData[w++] = elementData[r];  
        } finally {  
    // 防止抛出异常导致上面r的右移过程没完成  
        if (r != size) {  
          // 将r未右移完成的位置的元素赋值给w右边位置的元素  
            System.arraycopy(elementData, r,  
                         elementData, w,  
                         size - r);  
          // 修改w值增加size-r  
            w += size - r;  
        }  
        if (w != size) {  
        // 如果有被覆盖掉的元素，则将w后面的元素都赋值为null  
            for (int i = w; i < size; i++)  
                elementData[i] = null;  
            modCount += size - w;  
          // 修改size为w  
            size = w;  
            modified = true;  
        }  
    }  
    return modified;    
}  

说明：根据complement值，将ArrayList中包含c中元素的元素删除或者保留，被removeAll(collection<？> c)和retailAll(collection<？> c)两个方法调用

（28）removeAll(collection<？> c)

 public boolean removeAll(Collection<?> c) {  
 // 如果c为空，则抛出空指针异常  
    Objects.requireNonNull(c);  
 // 调用batchRemove移除c中的元素  
    return batchRemove(c, false);  
}  

说明：ArrayList移除c中的所有元素

（29）retainAll(collection<？> c)

 public boolean retainAll(Collection<?> c) {  
Objects.requireNonNull(c);  
 // 调用batchRemove保留c中的元素  
return batchRemove(c, true);  
} 

说明：和removeAll相反，仅保留c中所有的元素

（30）iterator()

 public Iterator<E> iterator() {
    return new Itr();
}

说明：返回一个Iterator对象，Itr为ArrayList的一个内部类，其实现了Iterator接口

（31）listIterator()

 public ListIterator<E> listIterator() {
    return new ListItr(0);
}

说明：返回一个ListIterator对象，ListItr为ArrayList的一个内部类，其实现了ListIterator接口

（32）listIterator(int index)

 public ListIterator<E> listIterator(int index) {
    if (index < 0 || index > size)
        throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index);
    return new ListItr(index);
}

说明：返回一个从index开始的ListIterator对象

（33）subList(int fromIndex,int toIndex)

 public List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) {  
 // 检查异常  
    subListRangeCheck(fromIndex, toIndex, size);  
 // 调用SubList类的构造方法  
    return new SubList(this, 0, fromIndex, toIndex);  
}  

说明：根据两个参数，获取到一个子序列

（34）subListRangeCheck(int fromIndex, int toIndex, int size)

 static void subListRangeCheck(int fromIndex, int toIndex, int size) {
    if (fromIndex < 0)
        throw new IndexOutOfBoundsException("fromIndex = " + fromIndex);
    if (toIndex > size)
        throw new IndexOutOfBoundsException("toIndex = " + toIndex);
    if (fromIndex > toIndex)
        throw new IllegalArgumentException("fromIndex(" + fromIndex +
                                           ") > toIndex(" + toIndex + ")");
}

说明：根据输入的不合理参数抛出异常

（35）sort(Comparator<？ super E> c)

 public void sort(Comparator<? super E> c) {
    final int expectedModCount = modCount;
    Arrays.sort((E[]) elementData, 0, size, c);
    if (modCount != expectedModCount) {
        throw new ConcurrentModificationException();
    }
    modCount++;
}

说明：将列表中的值排序使用方法如下（匿名内部类）：

 arrayList.sort(new Comparator<E>() {
        @Override
        public int compare(E o1, E o2) 
            return o1.compareTo(o2);//Integer使用
        }
    });

（36）writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)

 private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
    throws java.io.IOException{
    // Write out element count, and any hidden stuff
    int expectedModCount = modCount;
    s.defaultWriteObject();
    // Write out size as capacity for behavioural compatibility with clone()
    s.writeInt(size);
    // Write out all elements in the proper order.
    for (int i=0; i<size; i++) {
        s.writeObject(elementData[i]);
    }
    if (modCount != expectedModCount) {
        throw new ConcurrentModificationException();
    }
}

（37）readObject(java.io.ObjectInputStream s)

 private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
    throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
    elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
    // Read in size, and any hidden stuff
    s.defaultReadObject();
    // Read in capacity
    s.readInt(); // ignored
    if (size > 0) {
        // be like clone(), allocate array based upon size not capacity
        ensureCapacityInternal(size);
        Object[] a = elementData;
        // Read in all elements in the proper order.
        for (int i=0; i<size; i++) {
            a[i] = s.readObject();
        }
    }
}

（42）outOfBoundsMsg(int index)

 private String outOfBoundsMsg(int index) {
    return "Index: "+index+", Size: "+size;
}

4、内部类

ArrayList有四个内部类，

Itr

其中的Itr是实现了Iterator接口，同时重写了里面的hasNext()，next()，remove()等方法；

ListItr

其中的ListItr继承Itr，实现了ListIterator接口，同时重写了hasPrevious()，nextIndex()，
previousIndex()，previous()，set(E e)，add(E e)等方法，所以这也可以看出了Iterator和ListIterator的区别，就是ListIterator在Iterator的基础上增加了添加对象，修改对象，逆向遍历等方法，这些是Iterator不能实现的。

SubList

其中的SubList继承AbstractList，实现了RandmAccess接口，得到子序列类内部实现了对子序列的增删改查等方法，但它同时也充分利用了内部类的优点，就是共享ArrayList的全局变量，例如检查器变量modCount，数组elementData等，所以SubList进行的增删改查操作都是对ArrayList的数组进行的，并没有创建新的数组

ArrayListSpliterator

并行遍历，区分于Iterator的顺序遍历

该方法会把当前元素划分一部分出去创建一个新的Spliterator作为返回，两个Spliterator变会并行执行，如果元素个数小到无法划分则返回null

二、ArrayList的动态扩容机制

根据上面的ArrayList源码可知，ArrayList分三个构造函数，分别对应不同的扩容机制

1、无参构造

初始化的时候，elementData的数组长度为0，现在添加数据

 public boolean add(E e) {
    //确保内部容量(通过判断，如果够则不进行操作；容量不够就扩容来确保内部容量)
    ensureCapacityInternal(size + 1);  // ①Increments modCount!!
    elementData[size++] = e;//②
    return true;
}

得到最小扩容量（最小需要容量）

private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
  //如果实际存储数组 是空数组，则最小需要容量就是默认容量
    if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
        minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
    }

    ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}

如果数组elementData的长度小于最小需要的容量（minCapacity）就扩容

   private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
    modCount++;
    //如果数组（elementData)的长度小于最小需要的容量（minCapacity）就扩容
    if (minCapacity - elementData.length > 0)
        grow(minCapacity);
}

扩容的核心方法

/*
*增加容量，以确保它至少能容纳
*由最小容量参数指定的元素数。
* @param mincapacity所需的最小容量
*/
private void grow(int minCapacity) {
    // overflow-conscious code
    int oldCapacity = elementData.length;
    //>>位运算，右移动一位。 整体相当于newCapacity =oldCapacity + 0.5 * oldCapacity  

    int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
    if (newCapacity - minCapacity < 0)
        newCapacity = minCapacity;

    if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
        newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
    // 最重要的复制元素方法
    elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}

总结：

ArrayList在没有指定initialCapacity时就是会使用延迟分配数组空间，当第一次插入元素时才分配默认10个对象空间，下一次需要扩容的时候就会按照1.5倍增长（位运算）

关于Arrays.copyOf(T[] original, int newLength)

    public static <T> T[] copyOf(T[] original, int newLength) {
    return (T[]) copyOf(original, newLength, original.getClass());
}

/**
    * @Description 复制指定的数组, 如有必要用 null 截取或填充，以使副本具有指定的长度
    * 对于所有在原数组和副本中都有效的索引，这两个数组相同索引处将包含相同的值
    * 对于在副本中有效而在原数组无效的所有索引，副本将填充 null，当且仅当指定长度大于原数组的长度时，这些索引存在
    * 返回的数组属于 newType 类

    * @param original 要复制的数组
    * @param 副本的长度
    * @param 副本的类
    * 
    * @return 原数组的副本，截取或用 null 填充以获得指定的长度
    * @throws NegativeArraySizeException 如果 newLength 为负
    * @throws NullPointerException 如果 original 为 null
    * @throws ArrayStoreException 如果从 original 中复制的元素不属于存储在 newType 类数组中的运行时类型

    * @since 1.6
*/
public static <T,U> T[] copyOf(U[] original, int newLength, Class<? extends T[]> newType) {
    @SuppressWarnings("unchecked")
    T[] copy = ((Object)newType == (Object)Object[].class)
        ? (T[]) new Object[newLength]
        : (T[]) Array.newInstance(newType.getComponentType(), newLength);
    System.arraycopy(original, 0, copy, 0,
                     Math.min(original.length, newLength));
    return copy;
}

参数说明： 
src：源对象 
srcPos：源数组中的起始位置 
dest：目标数组对象 
destPos：目标数据中的起始位置 
length：要拷贝的数组元素的数量
public static native void arraycopy(Object src,  int  srcPos,
                                    Object dest, int destPos,
                                    int length);

从代码可知，数组拷贝时调用的是本地方法 System.arraycopy() ；
Arrays.copyOf()方法返回的数组是新的数组对象，原数组对象仍是原数组对象，不变，该拷贝不会影响原来的数组。

2、带初始容量的构造函数

分两种情况：

一种是指定容量为0，指定为0的话，添加第一个元素扩容后，elementData的容量为1，继续添加元素，又需要扩容，容量变为1.5倍，所以不推荐指定为0

第二种情况就是指定不为0，然后就直接在构造函数指定了数组容量，然后当所需的最小容量大于数组容量时就会扩容，扩容机制跟上述一样，

三、ArrayList与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

四、ListIterator与Iterator的详解

在使用Java集合的时候，都需要使用Iterator。但是java集合中还有一个迭代器ListIterator,在使用List、ArrayList、LinkedList和Vector的时候可以使用。

Iterator迭代器包含的方法

hasNext()：如果迭代器指向位置后面还有元素，则返回 true，否则返回false

next()：返回集合中Iterator指向位置后面的元素

remove()：删除集合中Iterator指向位置后面的元素

ListIterator迭代器包含的方法

add(E e): 将指定的元素插入列表，插入位置为迭代器当前位置之前

hasNext()：以正向遍历列表时，如果列表迭代器后面还有元素，则返回 true，否则返回false

hasPrevious():如果以逆向遍历列表，列表迭代器前面还有元素，则返回 true，否则返回false

next()：返回列表中ListIterator指向位置后面的元素

nextIndex():返回列表中ListIterator所需位置后面元素的索引

previous():返回列表中ListIterator指向位置前面的元素

previousIndex()：返回列表中ListIterator所需位置前面元素的索引

remove():从列表中删除next()或previous()返回的最后一个元素（有点拗口，意思就是对迭代器使用hasNext()方法时，删除ListIterator指向位置后面的元素；当对迭代器使用hasPrevious()方法时，删除ListIterator指向位置前面的元素）

set(E e)：从列表中将next()或previous()返回的最后一个元素返回的最后一个元素更改为指定元素e

主要区别

• 使用范围不同，Iterator可以应用于所有的集合，Set、List和Map和这些集合的子类型。而ListIterator只能用于List及其子类型。

• ListIterator有add方法，可以向List中添加对象，而Iterator不能。

• ListIterator和Iterator都有hasNext()和next()方法，可以实现顺序向后遍历，但是ListIterator有hasPrevious()和previous()方法，可以实现逆向（顺序向前）遍历。Iterator不可以。

• ListIterator可以定位当前索引的位置，nextIndex()和previousIndex()可以实现。Iterator没有此功能。

• 都可实现删除操作，但是ListIterator可以实现对象的修改，set()方法可以实现。Iterator仅能遍历，不能修改。