ArrayList 一篇就够

水深无声 2022-12-20 03:28 62阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *  结构 数组
     *  继承关系
     *  核心属性
     *  构造方法
     *  核心方法 public boolean add(E e)
     *  核心方法 private void grow(int minCapacity)
     *  核心方法 public E get(int index)
     *  System.arraycopy
     *  核心方法 public E remove(int index) 根据下标移除元素
     *  核心方法 public boolean remove(Object o) 移除相等元素

平常开发中以下语句可能是最经常写的语句之一

List<Integer> list = new ArrayList<>();

## 结构 数组 ##

![在这里插入图片描述][20201111172615986.png_pic_center]

## 继承关系 ##

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

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dzZGZ5bQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]  
ArrayList实现的接口有Collection，List，RandomAccess，Serializable等接口。一个个看

1.  RandomAccess  
    接口中内容是空的，通过官网的API，这是一个**标志接口**，下面引入一段官网的原文：

> public interface RandomAccess  
> Marker interface used by List implementations to indicate that they support fast (generally constant time) random access.  
> 公共接口RandomAccess，List实现使用的标记接口，指示它们支持快速（通常为恒定时间）随机访问。  
> 官网还特意说明了，如果是实现了这个接口的 List，那么使用for循环的方式获取数据会优于用迭代器获取数据。

1.  Serializable  
    接口中内容是空的，是一个**标志接口**  
    一个类只有实现了Serializable接口，它的对象才能被序列化，将对象状态转换为可保持或传输的格式的过程。标识给jvm帮忙序列化。
2.  Collection，List  
    集合的统一接口。统一定义了一套单列集合的接口

## 核心属性 ##

*  DEFAULT\_CAPACITY = 10; 默认初始容量。
 *  Object\[\] elementData; 数据区 数据存放的位置
 *  int size;当前List中的个数

## 构造方法 ##

**无参数构造方法**，赋值个默认的空数组给数据区

public ArrayList() { 
            this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
        }

**指定容量构造方法**，创建一个指定大小的Object数组赋值给数据区

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);
            }
        }

**指定数据构造方法**，创建一个List并且放入参数集合中的元素

public ArrayList(Collection<? extends E> c) { 
            elementData = c.toArray();
            if ((size = elementData.length) != 0) { 
                if (elementData.getClass() != Object[].class)
                    elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
            } else { 
                this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
            }
        }

## 核心方法 public boolean add(E e) ##

modCount，这个成员变量记录着集合的修改次数，也就每次add或者remove它的值都会加1，因为ArrayList不是线程安全的，如果一个在线程在修改，一个线程在读，那么modCount不相等用来做快速失败的。  
接着检查是否需要扩容，size+1如果大于数组可存放的长度就进行grow扩容，反之存放进数组中下一个位置，增加size。

public boolean add(E e) { 
        ensureCapacityInternal(size + 1);
        elementData[size++] = e;
        return true;
    }
     
    private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) { 
        modCount++;
        if (minCapacity - elementData.length > 0)
            grow(minCapacity);
    }

## 核心方法 private void grow(int minCapacity) ##

扩容以确保它至少可以容纳当前所有元素。  
oldCapacity >> 1 将二进制整体右移指定位数，类似除以2向下取整。**新的容量是旧的容量的1.5倍**  
最后使用Arrays.copyOf()创建一个新的数组并且将元素拷贝到新的数组返回。  
数组 Arrays.copyOf(源,需要拷贝的长度)

private void grow(int minCapacity) { 
        int oldCapacity = elementData.length;
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
        //在第一次add时oldCapacity=0，newCapacity=0,做的处理
        if (newCapacity - minCapacity < 0)
            newCapacity = minCapacity;
        //检查是否超过最大可存放数
        if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
            newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
    }

## 核心方法 public E get(int index) ##

返回此列表中指定位置的元素，没啥好说的用下标访问数组

public E get(int index) { 
        //做一个index范围检查，大于等于size则越界抛错
        rangeCheck(index);
        return (E) elementData[index];
    }

## System.arraycopy ##

System.arraycopy(Object src, int srcPos, Object dest, int destPos, int length)  
Object src : 原数组  
int srcPos : 从元数据的起始位置开始  
Object dest : 目标数组  
int destPos : 目标数组的开始起始位置  
int length : 要copy的数组的长度

## 核心方法 public E remove(int index) 根据下标移除元素 ##

移除指定下标位置的元素。  
将下标的后面的所有元素向前移动一格。**如果下标在末尾则不需移动**。

public E remove(int index) { 
        //下标是否越界检查
        rangeCheck(index);
        modCount++;
        //先获取需要移除的元素
        E oldValue = (E) elementData[index];
        //确定要移动的元素个数
        int numMoved = size - index - 1;
        //如果去除的是最后一个元素，则元素不必移动
        if (numMoved > 0)
            System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,numMoved);
        //清楚引用，help gc
        elementData[--size] = null; 
        return oldValue;
    }

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dzZGZ5bQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

## 核心方法 public boolean remove(Object o) 移除相等元素 ##

没啥好说的，遍历数组然后比较，相同就调用fastRemove移除，代码和上文中的移除元素一致。  
比较调用的是equals方法，所以要求你存放的对象重写equals方法，不然比较的是地址，具体看业务需求。

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;
    }

与上文移除元素一样的代码

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; 
    }

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