ArrayList簡介 ArrayList是List介面的實現類，底層基於數組實現，容量可根據需要動態增加，相當於動態數組。ArrayList繼承於AbstractList，並且還實現了Cloneable、Serializable、RandomAccess介面。 List：表明是列表數據結構，可以通 ...
ArrayList簡介
ArrayList是List介面的實現類，底層基於數組實現，容量可根據需要動態增加，相當於動態數組。ArrayList繼承於AbstractList，並且還實現了Cloneable、Serializable、RandomAccess介面。
List：表明是列表數據結構，可以通過下標對元素進行添加刪除或查找。Serializable：表示可以進行序列化和反序列化操作，可以把對象與位元組流相互轉換。RandomAccess：有這個介面標記的List表示可以支持快速隨機訪問，即通過元素下標可以直接得到元素內容。Cloneable：表示支持拷貝，可以通過淺拷貝或深拷貝來複制對象的副本。
常用方法
public class ArrayListTest {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>();
arrayList.add(1); //添加元素
arrayList.add(2);
arrayList.add(3);
arrayList.add(4);
//在指定下標處插入元素
arrayList.add(4, 5);
//獲取ArrayList大小
System.out.println(arrayList.size()); //輸出5
//獲取指定下標的元素
System.out.println(arrayList.get(4)); //輸出5
//移除指定下標的元素
arrayList.remove(0);
//判斷ArrayList內是否有指定元素
System.out.println(arrayList.contains(5)); //輸出true
//修改指定下標的元素值
arrayList.set(0, 9);
System.out.println(arrayList.get(1)); //輸出3
}
}
ArrayList核心源碼分析
以下基於JDK17的ArrayList代碼。
類屬性
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
{
//序列號版本號
@java.io.Serial
private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;
//預設初始容量
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
//空數組，指定預設初始化容量為0時賦值給elementData，避免了重覆創建空數組
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
//當調用無參構造方法時，賦值給elementData，主要用於在添加第一個元素前，標記該ArrayList是由無參構造器創建，便於將容量初始化為DEFAULT_CAPACITY，避免了重覆創建空數組
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
//實際存放元素的數組
transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access
//ArrayList的元素個數
private int size;
}
構造方法
//無參構造器，最開始創建的是空數組，當添加第一個元素時初始化容量為10。
public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
//指定初始化容量，為0的話則創建空數組。
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);
}
}
//傳入一個集合，將該集合中的元素存到ArrayList中。
public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
Object[] a = c.toArray();
if ((size = a.length) != 0) {
if (c.getClass() == ArrayList.class) {
elementData = a;
} else {
elementData = Arrays.copyOf(a, size, Object[].class);
}
} else {
// replace with empty array.
elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
}
}
add
ArrayList對外提供了兩個add方法，add(E e)和add(int index, E element)，前者是直接在ArrayList尾部追加元素，後者是在指定的位置添加元素。
public boolean add(E e) {
//記錄結構上被修改的次數
modCount++;
add(e, elementData, size);
return true;
}
private void add(E e, Object[] elementData, int s) {
//如果當前數組長度等於ArrayList容量則擴容
if (s == elementData.length)
elementData = grow();
elementData[s] = e;
size = s + 1;
}
public void add(int index, E element) {
//檢查下標是否越界
rangeCheckForAdd(index);
modCount++;
final int s;
Object[] elementData;
//如果當前數組長度等於ArrayList容量則擴容
if ((s = size) == (elementData = this.elementData).length)
elementData = grow();
//把index位置及其後的元素向後移動一位
System.arraycopy(elementData, index,
elementData, index + 1,
s - index);
elementData[index] = element;
size = s + 1;
}
get
get方法比較簡單，首先檢查下標是否越界，然後找到數組中指定下標的元素。
public E get(int index) {
Objects.checkIndex(index, size);
return elementData(index);
}
remove
ArrayList也對外提供了兩個remove方法public E remove(int index)和public boolean remove(Object o)，前者根據指定下標刪除元素，後者傳入一個對象，將ArrayList中的這個對象刪除，都是通過調用fastRemove方法進行實際刪除元素的。
public E remove(int index) {
Objects.checkIndex(index, size);
final Object[] es = elementData;
@SuppressWarnings("unchecked") E oldValue = (E) es[index];
fastRemove(es, index);
return oldValue;
}
public boolean remove(Object o) {
final Object[] es = elementData;
final int size = this.size;
int i = 0;
//遍曆數組是否有該對象並找到對應下標
found: {
if (o == null) {
for (; i < size; i++)
if (es[i] == null)
break found;
} else {
for (; i < size; i++)
if (o.equals(es[i]))
break found;
}
return false;
}
fastRemove(es, i);
return true;
}
fastRemove方法：
private void fastRemove(Object[] es, int i) {
modCount++;
final int newSize;
if ((newSize = size - 1) > i)
//把i+1之後的元素往前移動一位
System.arraycopy(es, i + 1, es, i, newSize - i);
//size-1位置置為空，對象最後會被gc
es[size = newSize] = null;
}
擴容
ArrayList擴容是通過調用grow方法，在add方法和ensureCapacity都有出現。
ensureCapacity方法，傳入一個最小容量，如果最小容量大於實際容量則擴容到最小容量。
public void ensureCapacity(int minCapacity) {
if (minCapacity > elementData.length
&& !(elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA
&& minCapacity <= DEFAULT_CAPACITY)) {
modCount++;
grow(minCapacity);
}
}
下麵看下grow方法：
private Object[] grow(int minCapacity) {
int oldCapacity = elementData.length;
if (oldCapacity > 0 || elementData != DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
//獲取新容量大小
//oldCapacity右移一位即是原長度的一半，ArraysSupport.newLength方法選擇minCapacity - oldCapacity或oldCapacity >> 1較大的一方與oldCapacity相加。
int newCapacity = ArraysSupport.newLength(oldCapacity,
minCapacity - oldCapacity, /* minimum growth */
oldCapacity >> 1 /* preferred growth */);
//將之前元素遷移到新數組，返回按照新容量擴容後的數組
return elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
} else {
//如果容量為0，則按照預設容量創建一個數組。
return elementData = new Object[Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity)];
}
}
private Object[] grow() {
return grow(size + 1);
}
