ArrayList源码、实现源码-蒲公英云

属性：

//用于序列化的id
private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;
//默认构造方法的容量
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
//空数组，构造方法中参数为0时使用--->new ArrayList(0)
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
//空数组，默认构造方法使用--->new ArrayList()
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
//临时存放元素的数组，使用transient修饰，不会被序列化
transient Object[] elementData; 
//元素实际个数
private int size;
//数组能分配的最大内存，超出会OutOfMemoryError
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;

构造方法：

//构造方法一，传入容量
public ArrayList(int initialCapacity) {
        if (initialCapacity > 0) {
            this.elementData = new Object[initialCapacity];
        } else if (initialCapacity == 0) {
            //添加元素时会扩容
            this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
        } else {
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                               initialCapacity);
        }
    }
//构造方法二，不传入初始容量
public ArrayList() {
        //当添加第一个元素时，扩容到默认大小10
        this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
    }
//构造方法三，传入一个集合，将其转化为ArrayList
public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
        //集合转数组
        elementData = c.toArray();
        if ((size = elementData.length) != 0) {
            // 检查c.toArray()返回的是不是Object[]类型，如果不是，重新拷贝成Object[].class类型 
            if (elementData.getClass() != Object[].class)
                elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
        } else {
            // 如果c的空集合，则初始化为空数组EMPTY_ELEMENTDATA
            this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
        }
    }

ArrayList的add(E e)方法：

大致思路：首先判断是否需要扩容，先需要计算该集合的容量，如果这个集合是空集合的话，给定默认的容量为10，如果不是空集合的话再进行扩容，新容量的大小为原容量的1.5倍。如果新容量的大小小于需要容量，则以需要容量为准。如果新容量的大小大于最大容量，则以最大容量为准，最终实现数组的拷贝。

public boolean add(E e) {
    // 检查是否需要扩容
    ensureCapacityInternal(size + 1);
    // 把元素插入到最后一位
    elementData[size++] = e;
    return true;
}
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
    ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
}
//计算容量
private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
    // 如果是空数组DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA，就初始化为默认大小10
    if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
        return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
    }
    return minCapacity;
}
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
    modCount++;
    if (minCapacity - elementData.length > 0)
        // 扩容
        grow(minCapacity);
}
private void grow(int minCapacity) {
    int oldCapacity = elementData.length;
    // 新容量为旧容量的1.5倍
    int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
    // 如果新容量发现比需要的容量还小，则以需要的容量为准
    if (newCapacity - minCapacity < 0)
        newCapacity = minCapacity;
    // 如果新容量已经超过最大容量了，则使用最大容量
    if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
        newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
    // 以新容量拷贝出来一个新数组
    elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}

add(int index, E element)方法

public void add(int index, E element) {
        //检查是否越界
        rangeCheckForAdd(index);
        //检查是否需要扩容
        ensureCapacityInternal(size + 1);  
        //将index及其后的元素向后移动一位，空出index的位置
        System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
                         size - index);
     //空出的位置存放加入的元素
        elementData[index] = element;
     //数量加一
        size++;
    }

addAll(Collection<? extends E> c)方法

public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
        //集合转为数组
        Object[] a = c.toArray();
        int numNew = a.length;
        //检查扩容
        ensureCapacityInternal(size + numNew);  
        System.arraycopy(a, 0, elementData, size, numNew);
        size += numNew;
        return numNew != 0;
    }

get(int index)方法

public E get(int index) {
    // 检查是否越界
    rangeCheck(index);
    // 返回数组index位置的元素
    return elementData(index);
}
private void rangeCheck(int index) {
    if (index >= size)
        throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
E elementData(int index) {
    return (E) elementData[index];
}

remove(int index)方法

public E remove(int index) {
    // 检查是否越界
    rangeCheck(index);
    modCount++;
    // 获取index位置的元素
    E oldValue = elementData(index);
    // 如果index不是最后一位，则将index之后的元素往前挪一位
    int numMoved = size - index - 1;
    if (numMoved > 0)
        System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index, numMoved);
    // 将最后一个元素删除，帮助GC
    elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
    // 返回旧值
    return oldValue;
}