jdk8源码2---集合1---ArrayList
一、 签名
| public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
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可序列化，可以支持快速的随机访问，可以被克隆。
二、成员变量
| private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10; // 默认大小为10
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| private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
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| private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
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| transient Object[] elementData; // arrayList中的数据
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| private int size; // 当前状态下的arraylist中的数据量。
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| Protect transient int modCount = 0; // 记录被修改的次数。
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三、构造方法
| public ArrayList(int initialCapacity) { // 可以指定容量的大小。
if (initialCapacity > 0) { //如果指定了容量大小，那么就会创建指定容量的list
this.elementData = new Object[initialCapacity];
} else if (initialCapacity == 0) {
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
} else {
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
initialCapacity);
}
}
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| public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA; //使用默认的数据大小
}//但是，DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA的大小也是0，为什么呢？是在第一次调用add的时候将其初始化的。见add方法。
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| 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;
}
}
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四、成员方法
1.1 add
| public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}
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| private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) { //minCapacity当前的容量
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {//此时即第一次add
minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);//设置容量为10
}
ensureExplicitCapacity(minCapacity); // 需要的最小容量。
}
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| private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;
// overflow-conscious code
if (minCapacity - elementData.length > 0) //需要扩容了。
grow(minCapacity); //扩容的大小为目前的size+1
}
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| 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);
}
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| private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
if (minCapacity < 0) // overflow
throw new OutOfMemoryError();
return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
Integer.MAX_VALUE :
MAX_ARRAY_SIZE;// Integer.MAX_VALUE-8
}
|
扩容的算法是：
1. 指定下次预期扩容的为当前容量的二分之三倍，称之为新容量(newCapacity)，如果需要的最小容量(minCapacity)大于新容量(newCapacity)，那么就以需要的最小容量(minCapacity)扩容。如果新容量(newCapacity)大于了规定的最大数组大小(Integr.MAX_VALUE-8)，那么就将需要的最小容量(minCapacity)和最大数组大小(Integr.MAX_VALUE-8)比较，取大。如果最小容量(minCapacity)大于规定的最大数组大小(Integr.MAX_VALUE-8)，扩容后的数组大小为Integr.MAX_VALUE
1.2 public void add(int index,E element)
| 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 static native void arraycopy(Object src, int srcPos,
Object dest, int destPos, int length);
|
添加一个集合中的所有元素的时候，调用的是System.arraycopy方法。注意，调用的这个方法是一个本地方法。
1.3 public boolean addAll(Collection<?extends E> c)
| 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;
}
|
*System.arraycopy
像其他的和添加相关的方法都是差不多了。不一一列举。
2.1 public E remove(int index)
| 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;
}
|
很简单，不多说。
2.2 public boolean 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;
}
|
| 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
}
|
同样的 内涵之处还是在System.arraycopy
2.3 public booleanremoveAll(Collection<?> c)
| public boolean removeAll(Collection<?> c) {
Objects.requireNonNull(c);
return batchRemove(c, false);
}
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| private boolean batchRemove(Collection<?> c, boolean complement) {
final Object[] elementData = this.elementData;
int r = 0, w = 0;
boolean modified = false;
try {
for (; r < size; r++)
if (c.contains(elementData[r]) == complement)
elementData[w++] = elementData[r];
} finally {
// Preserve behavioral compatibility with AbstractCollection,
// even if c.contains() throws.
if (r != size) {
System.arraycopy(elementData, r,
elementData, w,
size - r);
w += size - r;
}
if (w != size) {
// clear to let GC do its work
for (int i = w; i < size; i++)
elementData[i] = null;
modCount += size - w;
size = w;
modified = true;
}
}
return modified;
}
|
3.1 public E get(int index)
| public E get(int index) {
rangeCheck(index);
return elementData(index);
}
|
| E elementData(int index) {
return (E) elementData[index]; // 毕竟是数组。
}
|
4. public E set(int index, E element)
| public E set(int index, E element) {
rangeCheck(index);
E oldValue = elementData(index);
elementData[index] = element; //数组的性质、
return oldValue;
}
|
5. public boolean contains(Object o)
| public boolean contains(Object o) {
return indexOf(o) >= 0;
}
|
| 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;
}
|
五、遍历方式
1. for循环。
2. fori
3. Iterator、ArrayList.iterator();
| public Iterator<E> iterator() { return new Itr(); }
|
| private class Itr implements Iterator<E> {
int cursor; // index of next element to return
int lastRet = -1; // index of last element returned; -1 if no such
int expectedModCount = modCount;
public boolean hasNext() {
return cursor != size;
}
@SuppressWarnings("unchecked")
public E next() {
checkForComodification();
int i = cursor; // cursor 当前元素的指针。
if (i >= size)
throw new NoSuchElementException();
Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
if (i >= elementData.length)
throw new ConcurrentModificationException();
cursor = i + 1;
return (E) elementData[lastRet = i];
}
public void remove() {
if (lastRet < 0)
throw new IllegalStateException();
checkForComodification();
try {
ArrayList.this.remove(lastRet);
cursor = lastRet;
lastRet = -1;
expectedModCount = modCount;
} catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
}
@Override
@SuppressWarnings("unchecked")
public void forEachRemaining(Consumer<? super E> consumer) {
Objects.requireNonNull(consumer);
final int size = ArrayList.this.size;
int i = cursor;
if (i >= size) {
return;
}
final Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
if (i >= elementData.length) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
while (i != size && modCount == expectedModCount) {
consumer.accept((E) elementData[i++]);
}
// update once at end of iteration to reduce heap write traffic
cursor = i;
lastRet = i - 1;
checkForComodification();
}
final void checkForComodification() {
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
}
}
|
定义了一个内部类，实现了Iterator接口。实现其方法。
用一个变量来记录当前访问的元素的地址，这个变量必须是成员变量。
不定义内部类，直接用ArrayList实现Iterator接口，也是可以的。
总结：
先说一些老生常谈的事情吧。
1.ArrayList的实现原理是数组。
2.容量不固定，最大值是Integer.MAX
3.元素允许为null。
4.有序(重申:放入和取出是有序的)
5.非线程安全。
并发环境下，要么加锁，要么在初始化时使用Collection.synchronizeList(newArrayList());
6.遍历时的效率问题：
for循环要比迭代器快。原因是ArrayList继承了RandomAccess，支持快速的随机访问，而迭代器都是基于ArrayList方法和数组直接操作的。
7.add，remove值类型的数据时可能会涉及拆装箱操作。
补充一下：
Fail-fast机制，也叫作快速失败机制，是java集合中的一种错误检测机制。
ArrayList中，有个modCount的变量，每次进行add，set，remove等操作，都会执行modCount++.
在获取ArrayList迭代器时，会将ArrayList中的modCount保存在迭代中，每次执行add，set，remove等操作，都会执行一次检查，都会调用checkForComodification方法，对modCount进行比较，如果迭代器中的modCount和list中的modCount不同，就会抛出ConcurrentModificationException。
最后
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