ArrayList源码
简介：
1.ArrayList是基于数组的，一个动态“数组”，能够自动的扩容；
2.ArrayLIst不线程安全的，只能在单线程下使用，要想在多线程环境下使用，
可以使用集合操作类Colletcions.syncronized(List l)方法转化为一个线程安全的ArrayList
或者使用concurrent下面的CopyOnWriteArrayList类
3.ArrayList实现了序列化接口Serializable接口，能够序列化传输；实现了RandomAcess接口，支持快速随机访问，（实际上就是用过下标号进行访问）；实现了Cloneable接口，能够被克隆
源码(JDK8)+部分注释
package java.util;
import java.util.function.Consumer;
import java.util.function.Predicate;
import java.util.function.UnaryOperator;
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
{
//代码略
}
属性
/**
*序列化版本号
*/
private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;
/**
* Default initial capacity.
* 默认初始化的容量 10
*/
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
/**
* 存放元素的数组,从这可以看出来底层就是数组
*/
transient Object[] elementData;
/**
* The size of the ArrayList (the number of elements it contains).
* 数组包含元素的个数
*/
private int size;
/**
* The maximum size of array to allocate.
* Some VMs reserve some header words in an array.
* Attempts to allocate larger arrays may result in
* OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit
* 数组的最大上限
*/
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
ArrayList的属性不多，重要的是elementData,声明这个属性的时候使用了transient关键字， transient用来表示一个域不是该对象序行化的一部分。
ArrayList在序列化的时候会调用writeObject，直接将size和element写入ObjectOutputStream；反序列化时调用readObject，从ObjectInputStream获取size和element，再恢复到elementData。
QA:为什么不直接用elementData来序列化？？
原因在于elementData是一个缓存数组，他通常会预留一些空间，等容量不足时再扩容，那么有些空间可能并没有实际存在的数据，使用上述方式，实现序列化的时候，就可以保证只序列化实际存储的那些元素，而不是整个数组，从而节省空间和时间；
方法
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);
}
}
/**
* Constructs an empty list with an initial capacity of ten.
*/
public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
/**
* Constructs a list containing the elements of the specified
* collection, in the order they are returned by the collection's
* iterator.
*
* @param c the collection whose elements are to be placed into this list
* @throws NullPointerException if the specified collection is null
*/
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;
}
}
1.用户自定义大小
带int类型的构造函数
如果传入参数，则代表指定ArrayList的初始数组长度，传入参数如果是大于等于0，则使用用户的参数初始化，如果用户传入的参数小于0，则抛出异常；
2.无参构造器
注意：初始化之后，此时，elementData的长度是1，size是0，那么默认值什么时候起作用呢？ ：）
在add的时候，elementData变成默认的长度；（参考源码可见）
3.带Collection对象的构造函数
将Colletion对象转换为数组，然后将数组的地址给elementData；如果elmentData长度为0，直接将 EMPTY_ELEMENTDATA赋给它；如果size的值大于0，则执行Arrays.copy方法，把collection对象的内容（可以理解为深拷贝）copy到elementData中
注意：elementData = c.toArray(); 这里执行的简单赋值时浅拷贝，所以要执行Arrays.copyOf 做深拷贝
get方法
public E get(int index) {
//判断是否越界
rangeCheck(index);
//返回
return elementData(index);
}
private void rangeCheck(int index) {
if (index >= size)
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
//数组索引
E elementData(int index) {
return (E) elementData[index];
}
从上面可以看出：
实际上就是从数组中取值，时间复杂度O(1)
add方法
public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;
// overflow-conscious code
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
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);
}
如上：添加元素时，为了保证有足够的空间添加元素，如果是第一次添加，会将elementData的大小默认为10；如果不是第一次添加元素，就会跳入ensureExplicitCapacity方法，判断比较需要的空间与当前elementData的大小，如果不够，则扩容，即跳入grow()方法，增值原来的1.5倍；此时时间复杂度O(1)
public void add(int index, E element) {
//检查越界
rangeCheckForAdd(index);
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
size - index);
elementData[index] = element;
size++;
}
注意：时间复杂度O(n);
set方法
public E set(int index, E element) {
rangeCheck(index);
E oldValue = elementData(index);
elementData[index] = element;
return oldValue;
}
set会把原来位置上的数据返回；
remove方法
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;
}
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
}
1.remove分两种：index和对象
根据index移除对象，如果是末尾的数据，直接将该位置的元素=null;如果是其他位置，需要将位置后面的元素全部往前移动一个位置，最后将最后一个位置=null;
根据对象，实现找到该对象对应的位置，然后根据位置去删除；（之后，同上）；时间复杂度O(n)
indexOf()和lastIndexOf()
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;
}
一个是从前往后找，一个是从后往前找；时间复杂度是O(n)。
subList()
public List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) {
subListRangeCheck(fromIndex, toIndex, size);
return new SubList(this, 0, fromIndex, toIndex);
}
内部类SubList
trimToSize()
public void trimToSize() {
modCount++;
if (size < elementData.length) {
elementData = (size == 0)
? EMPTY_ELEMENTDATA
: Arrays.copyOf(elementData, size);
}
}
去掉多余的空间；
iterator()
public Iterator<E> iterator() {
return new Itr();
}
内部类Ttr
Vecter
构造函数
public Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement) {
super();
if (initialCapacity < 0)
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
initialCapacity);
this.elementData = new Object[initialCapacity];
this.capacityIncrement = capacityIncrement;
}
public Vector(int initialCapacity) {
this(initialCapacity, 0);
}
public Vector() {
this(10);
}
与ArrayList不同的是，Vector在初始化是就创建了数组；
grow()
private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;
int newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ?
capacityIncrement : oldCapacity);
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
在没有制定capacityIncrement的情况下，默认扩容方式是2倍；指定了扩容增长因子之后，每次增capacityIncrement大小的容量；
总结
ArrayList线程不安全的；Vector线程安全；写累了，歇会；
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