Java集合源碼解析系列
- Java基礎(chǔ)之HashMap源碼解析
- Java基礎(chǔ)之LinkedHashMap源碼解析
- Java基礎(chǔ)之HashTable源碼解析
- Java基礎(chǔ)之LinkedList源碼解析
- HashSet和LinkedHashSet
ArrayList
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
{
/**
* 默認ArrayList的容量為10
*/
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
/**
* 可以看出ArrayList底層通過數(shù)組實現(xiàn)
*/
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
/**
* 可以看出ArrayList基于數(shù)組實現(xiàn)
*/
transient Object[] elementData;
private int size;
/**
*
*/
public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
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);
}
}
/**
*獲取大小
*/
public int size() {
return size;
}
/**
*判斷是否為空
*/
public boolean isEmpty() {
return size == 0;
}
public boolean contains(Object o) {
return indexOf(o) >= 0;
}
/**
* 找出目標的下標，不存在返回-1
* 可以看出ArrayList中可以存儲null
*/
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;
}
/**
* indexOf方法從前往后找，lastIndexOf從后往前找
*
*/
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;
}
/**
* 通過Arrays.copyOf方法返回包含所有數(shù)據(jù)的數(shù)組
*/
public Object[] toArray() {
return Arrays.copyOf(elementData, size);
}
/**
* 檢查數(shù)組是否越界，這里就是拋出IndexOutOfBoundsException的地方
*/
private void rangeCheck(int index) {
if (index >= size)
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
/**
* 獲取元素很方便
*/
public E get(int index) {
//檢查下標是否越界
rangeCheck(index);
return (E) elementData[index];
}
/**
* 更新指定位置的元素
*/
public E set(int index, E element) {
rangeCheck(index);
E oldValue = elementData(index);
elementData[index] = element;
return oldValue;
}
/**
* 添加元素，每次添加之前都會檢查下容量夠不夠，不夠的話就會進行擴容
*/
public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}
/**
* 添加元素到指定位置，這個就需要移動元素了，而移動元素是通過System.arraycopy方法來拷貝數(shù)組，相對復(fù)雜度比較高
*/
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++;
}
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
if (elementData == EMPTY_ELEMENTDATA) {
minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
/**
* grow方法進行擴容，最后調(diào)用的是Arrays.copyOf方法將老數(shù)據(jù)拷貝到新數(shù)組里面
*/
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);
}
/**
* 刪除元素也和添加元素一樣分為刪除指定位置元素和刪除指定元素的情況
* 不論哪種情況數(shù)組的刪除復(fù)雜度都高
*/
public E remove(int index) {
rangeCheck(index);
modCount++;
E oldValue = elementData(index);
int numMoved = size - index - 1;
// 如果刪除的是中間位置的元素就需要移動數(shù)組了，否則就不用移動數(shù)組
if (numMoved > 0)
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
numMoved);
// 釋放空出來的位置
elementData[--size] = null;
return oldValue;
}
/**
* 刪除元素就沒有獲取元素那么方便了，得先遍歷找到要刪除的元素
* 這里可以看到，ArrayList是允許值是null的
*/
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;
}
/*
* 調(diào)用System.arraycopy方法實現(xiàn)刪除元素
* 并且這里過濾了刪除的是末尾元素的情況
*/
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
}
/*
* 清空數(shù)組就是把數(shù)組的各個位置置null
*/
public void clear() {
modCount++;
// clear to let GC do its work
for (int i = 0; i < size; i++)
elementData[i] = null;
size = 0;
}
}
總結(jié)
- 底部基于數(shù)組實現(xiàn)，這樣的話查找比較快，復(fù)雜度為O(1)，但是插入和刪除數(shù)據(jù)就比較慢了，而且數(shù)據(jù)量越大插入和刪除的速度越慢。復(fù)雜度為O(n)
- 默認容量大小為10，超過這個容量就會進行擴容，擴容的話最終調(diào)用的是System.arraycopy方法，這是一個native方法
- ArrayList里面允許存儲null值
- ArrayList不是線程安全的，只能用于單線程環(huán)境下
以上是基于Java1.8并且只介紹了常用的一些方法的原理，詳細的ArrayList源碼請查看：ArrayList源碼
面試常問的一個問題
關(guān)于ArrayList一個常問的問題就是List和ArrayList的區(qū)別
實際上答案很簡單，就是一個是接口一個是具體實現(xiàn)的關(guān)系，ArrayList是List的其中一個具體實現(xiàn)類。然后我們在實際開發(fā)中一般是這么應(yīng)用：
List<String> list = new ArrayList<String>();
其實這是一種面向接口的思路，我們在需要list的地方引用的都是List接口類型，這樣的話如果后面我們需要將ArrayList改為LinkedList的話只需要將上面代碼改為：
List<String> list = new LinkedList<String>();
其他引用到list的地方都不需要改，這就是依賴接口的好處。
歡迎關(guān)注我的微信公眾號，和我一起學(xué)習(xí)一起成長！
AntDream
