大佬理解->Java集合之ArrayList

1、ArrayList的特点

存放的元素有序
元素不唯一(可以重复)
随机访问快
插入删除元素慢
非线程安全

2、底层实现

底层初始化,使用一个Object类型的空对象数组,初始长度为0;

源码

//Object类型对象数组引用
transient Object[] elementData;
//默认空的Object数组
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
//实例化时,将Object类型对象数组引用 指向 默认空的Object数组
public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}

首次添加元素,自动进行扩容,默认扩充容量是10(数组的长度,也就是集合存放元素的个数);

源码

//如果是第一次添加元素
public boolean add(E e) {
//private int size; //size = 0;
//调用ensureCapacityInternal(int minCapacity)方法
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
} //minCapacity = 1;
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
//调用calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity)方法
ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
} private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
//判断是不是默认空的Object数组
//如果是进入选择一个数组容量
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
//private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
//minCapacity = 1;
//所以第一次添加元素时,自动进行扩容,默认扩充容量是10
return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
return minCapacity;
}

3、扩容

//当前一次扩容的数组容量不足时(放满10个元素,再想添加一个元素,容量不足),开始进行动态扩容;
//每次扩容,是之前一次扩容后的数组容量的1.5倍(即:每次都在前一次数组容量的基础上,增加一半-右移1位);
//最大容量Integer.MAX_VALUE - 8,即2^31-8
//扩容方法
private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length; //旧数组的容量
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); //新数组的容量 = 老数组的容量+老数组的一半(右移一位)
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0) //如果新数组的容量大于最大值,将数组的容量设置为Integer.MAX_VALUE - 8
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
// minCapacity is usually close to size, so this is a win:
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
} private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
if (minCapacity < 0) // overflow
throw new OutOfMemoryError();
//private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
Integer.MAX_VALUE :
MAX_ARRAY_SIZE;
}

4、ArrayList初始化

基于多态创建ArrayList集合对象

List<Object> list = new ArrayList<>(); // 推荐
Collection collection = new ArrayList();
ArrayList arrayList = new ArrayList();
List<Integer> intList = new ArrayList<>(); //可以使用泛型,指定存放数据的类型

5、常用方法

方法 说明
add(Object obj) 添加元素
add(int index, E element) 指定下标添加元素
remove(int index) 移除元素
get(int index)) 获取元素
size() 集合元素个数
contains(Object o) 是否包含某元素
isEmpty() 集合是否为空

5.1 add(Object obj)

//添加元素方法:add(Object obj),每次添加元素都是自动添加到数组的末尾,元素下标值从0开始,跟数组一致;
//可以添加重复值;
//可以添加null值;

5.2 add(int index, E element)

//指定下标添加元素和删除元素,执行效率比较低;

5.3 remove(int index)

// 根据下标删除,如果重复,只能删除第一个出现的;

5.4 get(int index))

// 获取元素方法:get(下标值),只能通过下标取值;
//当访问下标值超出了集合元素的最大下标值,报下标越界异常:java.lang.IndexOutOfBoundsException
// 可用的下标值的范围:最小值是0,最大值是集合元素的个数 - 1

5.5 size()

// 获取集合中元素个数方法:size();

5.6 contains(Object o)

// 判断list集合中,是否包含某个元素方法:contains(查找元素值),返回true,代表存在,返回false,代表不存在;

5.7 isEmpty()

// 判断list集合是否为空方法:isEmpty(),返回true代表没有元素,空的,返回false,代表有元素,不是空的
// 底层就是通过集合中元素个数size == 0 判断,所以也可以使用size() == 0判断集合非空

源码

public boolean isEmpty() {
return size == 0;
}

5.8 clear()

//清空list集合方法:clear(),清除集合中的所有元素

源码

ublic void clear() {
modCount++; // clear to let GC do its work
for (int i = 0; i < size; i++) //一次将数组赋值为null;
elementData[i] = null; size = 0; //设置数组长度为0;
}

5.9 toArray()

// list集合一步转换为数组方法:toArray(),返回的是Object类型数组

6、数组转换成集合

Arrays.asList(目标数组)

String[] strArrays = {"奥迪", "奔驰", "宝马"};
List<String> strList1 = Arrays.asList(strArrays);
System.out.println(strList1); //[奥迪, 奔驰, 宝马]

7、遍历

List<String> strList = new ArrayList<>();
strList.add("Audi");
strList.add("Benz");
strList.add("Bmw");
strList.add("Audi"); //for循环
for (int i = 0; i < strList.size(); i++) {
System.out.println("汽车品牌:" + strList.get(i));
} //迭代器
//Iterator迭代器,只能通过集合获取,不可以重复使用,迭代结束,迭代器就失效,如果想再次使用,需要重新获取
Iterator<String> iterator = strList.iterator();
// 迭代器遍历,使用while,不知道其中元素个数
while(iterator.hasNext()){
System.out.println("汽车品牌:" + iterator.next());
}

运行结果:

汽车品牌:Audi
汽车品牌:Benz
汽车品牌:Bmw
汽车品牌:Audi

8、Vector(线程安全)

//Vector,底层数据结构是和ArrayList一致的,都是对象数组,但是它的操作是线程安全的,每个方法都带有synchronized同步;
// 默认初始容量是10,可以自定义,但是不能小于0,默认每次扩容是前一次容量的一倍,扩容的数量也是可以指定的,如果指定,每次都是在前一次基础上扩容指定的数量

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