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ArrayList簡介
ArrayList是基于數(shù)組實(shí)現(xiàn)的，是一個(gè)動(dòng)態(tài)數(shù)組，其容量能自動(dòng)增長。
ArrayList不是線程安全的，多線程情況下可以考慮用collections.synchronizedList(List l)函數(shù)返回一個(gè)線程安全的ArrayList類，也可以使用concurrent并發(fā)包下的CopyOnWriteArrayList類。
ArrayList實(shí)現(xiàn)了Serializable接口，因此它支持序列化。實(shí)現(xiàn)了RandomAccess接口，支持快速隨機(jī)訪問，實(shí)際上就是通過下標(biāo)快速訪問。實(shí)現(xiàn)了Cloneable接口，能進(jìn)行克隆。
源碼分析
package java.util;
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
{
// 序列版本號
private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;
// ArrayList基于該數(shù)組實(shí)現(xiàn)，用該數(shù)組保存數(shù)據(jù)
private transient Object[] elementData;
// ArrayList中實(shí)際數(shù)據(jù)的數(shù)量
private int size;
// ArrayList帶容量大小的構(gòu)造函數(shù)。
public ArrayList(int initialCapacity) {
super();
if (initialCapacity < 0)
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
initialCapacity);
// 新建一個(gè)數(shù)組
this.elementData = new Object[initialCapacity];
}
// ArrayList無參構(gòu)造函數(shù)。默認(rèn)容量是10。
public ArrayList() {
this(10);
}
// 創(chuàng)建一個(gè)包含collection的ArrayList
public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
elementData = c.toArray();
size = elementData.length;
if (elementData.getClass() != Object[].class)
elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
}
// 將當(dāng)前容量值設(shè)為實(shí)際元素個(gè)數(shù)
public void trimToSize() {
modCount++;
int oldCapacity = elementData.length;
if (size < oldCapacity) {
elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);
}
}
// 確定ArrarList的容量。
public void ensureCapacity(int minCapacity) {
// 將“修改統(tǒng)計(jì)數(shù)”+1，該變量主要是用來實(shí)現(xiàn)fail-fast機(jī)制的
modCount++;
int oldCapacity = elementData.length;
// 若當(dāng)前容量不足以容納當(dāng)前的元素個(gè)數(shù)，設(shè)置 新的容量=“(原始容量x3)/2 + 1”
if (minCapacity > oldCapacity) {
Object oldData[] = elementData;
int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1;
//如果還不夠，則直接將minCapacity設(shè)置為當(dāng)前容量
if (newCapacity < minCapacity)
newCapacity = minCapacity;
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
}
// 返回ArrayList的實(shí)際大小
public int size() {
return size;
}
// ArrayList是否包含Object(o)
public boolean contains(Object o) {
return indexOf(o) >= 0;
}
//返回ArrayList是否為空
public boolean isEmpty() {
return size == 0;
}
// 正向查找，返回元素的索引值
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;
}
}
// 反向查找(從數(shù)組末尾向開始查找)，返回元素(o)的索引值
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;
}
// 返回ArrayList的Object數(shù)組
public Object[] toArray() {
return Arrays.copyOf(elementData, size);
}
// 返回ArrayList元素組成的數(shù)組
public <T> T[] toArray(T[] a) {
// 若數(shù)組a的大小 < ArrayList的元素個(gè)數(shù)；
// 則新建一個(gè)T[]數(shù)組，數(shù)組大小是“ArrayList的元素個(gè)數(shù)”，并將“ArrayList”全部拷貝到新數(shù)組中
if (a.length < size)
return (T[]) Arrays.copyOf(elementData, size, a.getClass());
// 若數(shù)組a的大小 >= ArrayList的元素個(gè)數(shù)；
// 則將ArrayList的全部元素都拷貝到數(shù)組a中。
System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, size);
if (a.length > size)
a[size] = null;
return a;
}
// 獲取index位置的元素值
public E get(int index) {
RangeCheck(index);
return (E) elementData[index];
}
// 設(shè)置index位置的值為element
public E set(int index, E element) {
RangeCheck(index);
E oldValue = (E) elementData[index];
elementData[index] = element;
return oldValue;
}
// 添加元素e
public boolean add(E e) {
// 確定ArrayList的容量大小
ensureCapacity(size + 1); // Increments modCount!!
// 添加e到ArrayList中
elementData[size++] = e;
return true;
}
// 將e添加到ArrayList的指定位置
public void add(int index, E element) {
if (index > size || index < 0)
throw new IndexOutOfBoundsException(
"Index: "+index+", Size: "+size);
ensureCapacity(size+1); // Increments modCount!!
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
size - index);
elementData[index] = element;
size++;
}
// 刪除ArrayList指定位置的元素
public E remove(int index) {
RangeCheck(index);
modCount++;
E oldValue = (E) elementData[index];
// 從"index+1"開始，用后面的元素替換前面的元素。
int numMoved = size - index - 1;
if (numMoved > 0)
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
numMoved);
elementData[--size] = null; // Let gc do its work
return oldValue;
}
// 刪除ArrayList的指定元素
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;
}
// 快速刪除第index個(gè)元素
private void fastRemove(int index) {
modCount++;
int numMoved = size - index - 1;
// 從"index+1"開始，用后面的元素替換前面的元素。
if (numMoved > 0)
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
numMoved);
// 將最后一個(gè)元素設(shè)為null
elementData[--size] = null; // Let gc do its work
}
// 清空ArrayList，將全部的元素設(shè)為null
public void clear() {
modCount++;
for (int i = 0; i < size; i++)
elementData[i] = null;
size = 0;
}
// 將集合c追加到ArrayList中
public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
Object[] a = c.toArray();
int numNew = a.length;
ensureCapacity(size + numNew); // Increments modCount
System.arraycopy(a, 0, elementData, size, numNew);
size += numNew;
return numNew != 0;
}
// 從index位置開始，將集合c添加到ArrayList
public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
if (index > size || index < 0)
throw new IndexOutOfBoundsException(
"Index: " + index + ", Size: " + size);
Object[] a = c.toArray();
int numNew = a.length;
ensureCapacity(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;
}
// 刪除fromIndex到toIndex之間的全部元素。
protected void removeRange(int fromIndex, int toIndex) {
modCount++;
int numMoved = size - toIndex;
System.arraycopy(elementData, toIndex, elementData, fromIndex,
numMoved);
// Let gc do its work
int newSize = size - (toIndex-fromIndex);
while (size != newSize)
elementData[--size] = null;
}
private void RangeCheck(int index) {
if (index >= size)
throw new IndexOutOfBoundsException(
"Index: "+index+", Size: "+size);
}
// 克隆函數(shù)
public Object clone() {
try {
ArrayList<E> v = (ArrayList<E>) super.clone();
// 將當(dāng)前ArrayList的全部元素拷貝到v中
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();
}
}
// java.io.Serializable的寫入函數(shù)
// 將ArrayList的“容量，所有的元素值”都寫入到輸出流中
private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
throws java.io.IOException{
// Write out element count, and any hidden stuff
int expectedModCount = modCount;
s.defaultWriteObject();
// 寫入“數(shù)組的容量”
s.writeInt(elementData.length);
// 寫入“數(shù)組的每一個(gè)元素”
for (int i=0; i<size; i++)
s.writeObject(elementData[i]);
if (modCount != expectedModCount) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
}
// java.io.Serializable的讀取函數(shù)：根據(jù)寫入方式讀出
// 先將ArrayList的“容量”讀出，然后將“所有的元素值”讀出
private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
// Read in size, and any hidden stuff
s.defaultReadObject();
// 從輸入流中讀取ArrayList的“容量”
int arrayLength = s.readInt();
Object[] a = elementData = new Object[arrayLength];
// 從輸入流中將“所有的元素值”讀出
for (int i=0; i<size; i++)
a[i] = s.readObject();
}
}
總結(jié)
ArrayList有三個(gè)不同的構(gòu)造方法，無參構(gòu)造方法的容量默認(rèn)為10，帶指定容量的構(gòu)造方法，帶Collection參數(shù)的構(gòu)造方法將Collection轉(zhuǎn)化為數(shù)組賦值給ArrayList中的實(shí)現(xiàn)數(shù)組。
ensureCapacity方法，每次添加元素時(shí)都要調(diào)用該方法來確保足夠的容量，當(dāng)容量不足以容納當(dāng)前的元素個(gè)數(shù)時(shí)，就設(shè)置新的容量為舊的容量的1.5倍加1，如果設(shè)置后的新容量還不夠，則直接新容量設(shè)置為傳入的參數(shù)（也就是所需的容量），然后用Arrays.copyof()方法將元素拷貝到新的數(shù)組。
ArrayList在容量不足時(shí)添加元素，都會(huì)進(jìn)行數(shù)組的拷貝，所以會(huì)非常耗時(shí)，因此建議在事先知道元素個(gè)數(shù)的情況下使用ArrayList，否則建議使用LinkedList。
ArrayList基于數(shù)組實(shí)現(xiàn)，可通過下標(biāo)直接查找，所以查找效率高，添加刪除元素時(shí)要移動(dòng)大量元素，所以添加刪除元素效率低。
ArrayList允許元素為null。
