1. 数据结构--ArrayList源码摘要

ublic class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
{
private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L; /**
* Default initial capacity.
*/
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10; /**
* Shared empty array instance used for empty instances.
*/
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {}; /**
* The array buffer into which the elements of the ArrayList are stored.
* The capacity of the ArrayList is the length of this array buffer. Any
* empty ArrayList with elementData == EMPTY_ELEMENTDATA will be expanded to
* DEFAULT_CAPACITY when the first element is added.
*/
private transient Object[] elementData; /**
* The size of the ArrayList (the number of elements it contains).
*
* @serial
*/
private int size;
}

ArrayList 的底层最重要的两个属性:Object 数组和 size 属性。

2. ArrayList 的底层数组的调整

add方法--ArrayList源码摘要

/**
* Appends the specified element to the end of this list.
*
* @param e element to be appended to this list
* @return <tt>true</tt> (as specified by {@link Collection#add})
*/
public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}

grow方法--ArrayList源码摘要


/**


* Increases the capacity of this <tt>ArrayList</tt> instance, if


* necessary, to ensure that it can hold at least the number of elements


* specified by the minimum capacity argument.


*


* @param   minCapacity   the desired minimum capacity


*/


public void ensureCapacity(int minCapacity) {


int minExpand = (elementData != EMPTY_ELEMENTDATA)


// any size if real element table


? 0


// larger than default for empty table. It's already supposed to be


// at default size.


: DEFAULT_CAPACITY;



if (minCapacity > minExpand) {


ensureExplicitCapacity(minCapacity);


}


}



private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {


if (elementData == 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);


}



/**


* 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


*/


private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;



/**


* Increases the capacity to ensure that it can hold at least the


* number of elements specified by the minimum capacity argument.


*


* @param minCapacity the desired minimum capacity


*/


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);


}



private static int hugeCapacity(int minCapacity) {


if (minCapacity < 0) // overflow


throw new OutOfMemoryError();


return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?


Integer.MAX_VALUE :


MAX_ARRAY_SIZE;


}

 

2点结论:

a. ArrayList 是通过将底层 Object 数组复制的方式(System.arraycopy方法)来处理数组的增长;

b. 当ArrayList 的容量不足时,其扩充容量的方式:先将容量扩充至当前容量的1.5倍,若还不够,则将容量扩充至当前需要的数量(grow方法)。

remove 方法--ArrayList源码摘要

/**
* Removes the element at the specified position in this list.
* Shifts any subsequent elements to the left (subtracts one from their
* indices).
*
* @param index the index of the element to be removed
* @return the element that was removed from the list
* @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
*/
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;
}   

/**


* Removes the first occurrence of the specified element from this list,


* if it is present.  If the list does not contain the element, it is


* unchanged.  More formally, removes the element with the lowest index


* <tt>i</tt> such that


* <tt>(o==null&nbsp;?&nbsp;get(i)==null&nbsp;:&nbsp;o.equals(get(i)))</tt>


* (if such an element exists).  Returns <tt>true</tt> if this list


* contained the specified element (or equivalently, if this list


* changed as a result of the call).


*


* @param o element to be removed from this list, if present


* @return <tt>true</tt> if this list contained the specified element


*/


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 remove method that skips bounds checking and does not


* return the value removed.


*/


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


}

 

这也就解释了 ArrayList 的特点:增加、删除和移动元素的效率低(数组复制过程消耗资源较多); 而查找元素和更新元素的效率高。

3. ArrayList与Vector的区别

1) vector 是线程同步的,所以它也是线程安全的,而arraylist 是线程异步的,是不安全的。如果不考虑到线程的安全因素,一般用 arraylist效率比较高。

2)如果集合中的元素的数目大于目前集合数组的长度时,vector 增长率为目前数组长度的100%, 而arraylist 增长率为目前数组长度的50% .如果在集合中使用数据量比较大的数据,用vector有一定的优势。

3)如果查找一个指定位置的数据,vector和arraylist使用的时间是相同的,都是O(1) ,这个时候使用vector和arraylist都可以。

而如果移动一个指定位置的数据花费的时间为O(n-i)n为总长度,这个时候就应该考虑到使用linklist ,因为它移动一个指定位置的数据所花费的时间为0(1),而查询一个指定位置的数据时花费的时间为0(i)。

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