ArrayList学习

分析

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
        implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable {}

transient Object[] elementData;//底层使用的是数组
private int size;//元素的个数
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;//默认大小
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};

构造函数

// 默认初始化一个空的数组
public ArrayList() {
    this.elementData=DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}

// 指定初始化容量大小
public ArrayList(int initialCapacity) {
    if (initialCapacity > 0) {
        this.elementData = new Object[initialCapacity];
    } else if (initialCapacity == 0) {
        this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
    } else {
        throw new IllegalArgumentException();
    }
}

// 传入集合
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 {
        this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
    }
}

参考 https://www.cnblogs.com/lsf90/p/5366325.html

常用方法

1、添加元素

// 添加到末尾
public boolean add(E e) {
    ensureCapacityInternal(size + 1);
    elementData[size++] = e;
    return true;
}

// 指定位置插入元素
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++;
}

// 将collection中元素添加到末尾
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;
}

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;
}
//判断是否越界
private void rangeCheckForAdd(int index) {
    if (index > size || index < 0)
        throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}

2、扩容方法

private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
    // 判断是否已经存储过数据
    if(elementData==DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
        minCapacity = Math.max(10, minCapacity);
    }
    ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}

private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
    // 修改次数+1
    modCount++;
    // 需要的空间大于数组的空间，需要扩容
    if (minCapacity - elementData.length > 0)
        grow(minCapacity);
}

private void grow(int minCapacity) {
    int oldCapacity = elementData.length;
    // 扩大，1.5倍
    int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
    // 判断扩大后的容量是否足够
    if (newCapacity - minCapacity < 0)
        newCapacity = minCapacity;
    if (newCapacity - Integer.MAX_VALUE - 8 > 0)
        newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
    elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}

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

3、修改元素

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

4、删除元素

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;
    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;
}

// 移除列表中索引在 fromIndex（包括）和 toIndex（不包括）之间的所有元素。
protected void removeRange(int fromIndex, int toIndex) {
    modCount++;
    int numMoved = size - toIndex;
    System.arraycopy(elementData, toIndex, elementData, fromIndex,numMoved);
    int newSize = size - (toIndex-fromIndex);
    for (int i = newSize; i < size; i++) {
        elementData[i] = null;
    }
    size = newSize;
}

public void clear() {
    modCount++;
    for (int i = 0; i < size; i++)
        elementData[i] = null;
    size = 0;
}

5、查找元素

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

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;
}

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;
}

小总结

ArrayList 是一个实现了List 接口的动态数组。可以包含多个 null 值。

• ArrayList 的实现不是线程安全的
• 初始空间容量大小为 10
• 底层是使用数组实现

ArrayList是否允许空	允许
ArrayList是否允许重复数据	允许
ArrayList是否有序	有序
ArrayList是否线程安全	非线程安全

优点

1、ArrayList底层以数组实现，是一种随机访问模式，再加上它实现了RandomAccess接口，因此查找非常快

2、ArrayList在顺序添加一个元素的时候非常方便，只是往数组里面添加了一个元素而已。

缺点

1、删除元素的时候，涉及到一次元素复制，如果要复制的元素很多，那么就会比较耗费性能。

2、插入元素的时候，涉及到一次元素复制，如果要复制的元素很多，那么就会比较耗费性能。

所以，ArrayList比较适合顺序添加、随机访问的场景。