一、类定义

  1. public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable

二、属性

  1.   // 序列化id
  2. private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;
  3. // 默认初始的容量
  4. private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
  5. // 一个空对象
  6. private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = new Object[0];
  7. // 一个空对象,如果使用默认构造函数创建,则默认对象内容默认是该值
  8. private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = new Object[0];
  9. // 当前数据对象存放地方,当前对象不参与序列化
  10. transient Object[] elementData;
  11. // 当前数组长度
  12. private int size;
  13. // 数组最大长度
  14. private static final int MAX_ARRAY_SIZE = 2147483639;

三、构造方法

  1. /**
  2. * 注意:此时我们创建的ArrayList对象中的elementData中的长度是1,size是0,当进行第一次add的时候,elementData将会变成默认的长度:10.
  3. */
  4. public ArrayList() {
  5. this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
  6. }
  7.  
  8. /**
  9. * 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,构造方法如下:
  10. */
  11. public ArrayList(int initialCapacity) {
  12. if (initialCapacity > 0) {
  13. this.elementData = new Object[initialCapacity];
  14. } else if (initialCapacity == 0) {
  15. this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
  16. } else {
  17. throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
  18. initialCapacity);
  19. }
  20. }
  21.  
  22. /**
  23. * 1)将collection对象转换成数组,然后将数组的地址的赋给elementData。
  24. * 2)更新size的值,同时判断size的大小,如果是size等于0,直接将空对象EMPTY_ELEMENTDATA的地址赋给elementData
  25. * 3)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。
  26. * 注意:this.elementData = arg0.toArray(); 这里执行的简单赋值时浅拷贝,所以要执行Arrays,copy 做深拷贝
  27. */
  28. public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
  29. elementData = c.toArray();
  30. if ((size = elementData.length) != 0) {
  31. // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
  32. if (elementData.getClass() != Object[].class)
  33. elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
  34. } else {
  35. // replace with empty array.
  36. this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
  37. }
  38. }

四、主要方法

  1. // 扩容
  2. private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
  3. modCount++;
  4. if (minCapacity - elementData.length > 0)
  5. grow(minCapacity);
  6. }
  7.  
  8. private void grow(int minCapacity) {
  9. int oldCapacity = elementData.length;
  10. int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);// 扩1.5倍
  11. if (newCapacity - minCapacity < 0)
  12. newCapacity = minCapacity;// 或者要求的容量
  13. if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
  14. newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
  15. elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
  16. }
  17.  
  18. // get
  19. public E get(int index) {
  20. rangeCheck(index);
  21. return elementData(index);
  22. }
  23. E elementData(int index) {
  24. return (E) elementData[index];
  25. }
  26.  
  27. // set
  28. public E set(int index, E element) {
  29. rangeCheck(index);
  30.  
  31. E oldValue = elementData(index);
  32. elementData[index] = element;
  33. return oldValue;
  34. }
  35.  
  36. // add
  37. public boolean add(E e) {
  38. ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
  39. elementData[size++] = e;
  40. return true;
  41. }
  42.  
  43. public void add(int index, E element) {
  44. rangeCheckForAdd(index);
  45.  
  46. ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
  47. System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
  48. size - index);
  49. elementData[index] = element;
  50. size++;
  51. }
  52.  
  53. public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
  54. Object[] a = c.toArray();
  55. int numNew = a.length;
  56. ensureCapacityInternal(size + numNew); // Increments modCount
  57. System.arraycopy(a, 0, elementData, size, numNew);
  58. size += numNew;
  59. return numNew != 0;
  60. }
  61.  
  62. public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
  63. rangeCheckForAdd(index);
  64.  
  65. Object[] a = c.toArray();
  66. int numNew = a.length;
  67. ensureCapacityInternal(size + numNew); // Increments modCount
  68.  
  69. int numMoved = size - index;
  70. if (numMoved > 0)
  71. System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + numNew, numMoved);
  72. System.arraycopy(a, 0, elementData, index, numNew);
  73. size += numNew;
  74. return numNew != 0;
  75. }
  76.  
  77. // remove
  78. public E remove(int index) {
  79. rangeCheck(index);
  80.  
  81. modCount++;
  82. E oldValue = elementData(index);
  83.  
  84. int numMoved = size - index - 1;
  85. if (numMoved > 0)
  86. System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
  87. numMoved);
  88. elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
  89.  
  90. return oldValue;
  91. }
  92.  
  93. public boolean remove(Object o) {
  94. if (o == null) {
  95. for (int index = 0; index < size; index++)
  96. if (elementData[index] == null) {
  97. fastRemove(index);
  98. return true;
  99. }
  100. } else {
  101. for (int index = 0; index < size; index++)
  102. if (o.equals(elementData[index])) {
  103. fastRemove(index);
  104. return true;
  105. }
  106. }
  107. return false;
  108. }
  109.  
  110. protected void removeRange(int fromIndex, int toIndex) {
  111. modCount++;
  112. int numMoved = size - toIndex;
  113. System.arraycopy(elementData, toIndex, elementData, fromIndex,
  114. numMoved);
  115.  
  116. // clear to let GC do its work
  117. int newSize = size - (toIndex-fromIndex);
  118. for (int i = newSize; i < size; i++) {
  119. elementData[i] = null;
  120. }
  121. size = newSize;
  122. }
  123.  
  124. public boolean retainAll(Collection<?> c) {
  125. Objects.requireNonNull(c);
  126. return batchRemove(c, true);
  127. }
  128. private boolean batchRemove(Collection<?> c, boolean complement) {
  129. final Object[] elementData = this.elementData;
  130. int r = 0, w = 0;
  131. boolean modified = false;
  132. try {
  133. for (; r < size; r++)
  134. if (c.contains(elementData[r]) == complement)
  135. elementData[w++] = elementData[r];
  136. } finally {
  137. // Preserve behavioral compatibility with AbstractCollection,
  138. // even if c.contains() throws.
  139. if (r != size) {
  140. System.arraycopy(elementData, r,
  141. elementData, w,
  142. size - r);
  143. w += size - r;
  144. }
  145. if (w != size) {
  146. // clear to let GC do its work
  147. for (int i = w; i < size; i++)
  148. elementData[i] = null;
  149. modCount += size - w;
  150. size = w;
  151. modified = true;
  152. }
  153. }
  154. return modified;
  155. }

五、内部类

  1. private class Itr implements Iterator<E> // 迭代器 只能从头到尾 只有remove
  2. private class ListItr extends Itr implements ListIterator // 加强迭代器 可以指定开始位置、倒序、set、add
  3. static final class ArrayListSpliterator<E> implements Spliterator<E> // 并行迭代器
  4.  
  5. // 截取部分 还是原数组的引用,只是记录了开始结束下标
  6. private class SubList extends AbstractList<E> implements RandomAcces {
  7. SubList(AbstractList<E> parent, int offset, int fromIndex, int toIndex) {
  8. this.parent = parent;
  9. this.parentOffset = fromIndex;
  10. this.offset = offset + fromIndex;
  11. this.size = toIndex - fromIndex;
  12. this.modCount = ArrayList.this.modCount;
  13. }
  14. }

关于并行迭代器Spliterator:jdk8中Spliterator的作用

六、其他

1.Fail-Fast机制:java中的fail-fast(快速失败)机制

2.ArrayList与Vector区别:实现原理一样主要区别

  ①线程安全:Vector增删改查的方法都有synchronized,线程安全,但性能较ArrayList差

  ②扩容:ArrayList每次扩1.5倍(int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1))

      Vector默认扩成原来的2倍(int newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ? capacityIncrement : oldCapacity))

参考资料:

1.Java集合---ArrayList的实现原理

2.ArrayList源码分析(基于JDK8)

3.Java集合之ArrayList源码分析

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