Java進(jìn)階：深入理解ArrayList實(shí)現(xiàn)原理
ArrayList簡(jiǎn)介
ArrayList就是動(dòng)態(tài)數(shù)組，用MSDN中的說法，就是Array的復(fù)雜版本，它提供了動(dòng)態(tài)的增加和減少元素，實(shí)現(xiàn)了Collection和List接口，可以靈活的設(shè)置數(shù)組的大小。要注意的是ArrayList并不是線程安全的，因此一般建議在單線程中使用ArrayList。
ArrayList的繼承關(guān)系
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, Serializable由上可知ArrayList繼承AbstractList 并且實(shí)現(xiàn)了List和RandomAccess，Cloneable, Serializable接口。
ArrayList的方法使用和源碼解析
①構(gòu)造方法
//1-----------------------
public ArrayList() {
this(10);
//調(diào)用ArrayList(10) 默認(rèn)初始化一個(gè)大小為10的object數(shù)組。
}
//2-------------------------
public ArrayList(int initialCapacity) {
if (initialCapacity < 0)
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
initialCapacity);
//如果用戶初始化大小小于0拋異常，否則新建一個(gè)用戶初始值大小的object數(shù)組。
this.elementData = new Object[initialCapacity];
}
//3--------------------------
public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
elementData = c.toArray();
size = elementData.length; // 當(dāng)c.toArray返回的不是object類型的數(shù)組時(shí)，進(jìn)行下面轉(zhuǎn)化。
if (elementData.getClass() != Object[].class)
elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
}由上面三種構(gòu)造方法可知，默認(rèn)情況下使用ArrayList會(huì)生成一個(gè)大小為10的Object類型的數(shù)組。也可以調(diào)用ArrayList(int initialCapacity) 來初始化Object數(shù)組的大小。并且用戶可以往ArrayList中傳入一個(gè)容器只要這個(gè)容器是Collection類型的。調(diào)用ArrayList(Collection<? extends E> c)接口的時(shí)候會(huì)將容器數(shù)組化處理并將這個(gè)數(shù)組值賦給Object數(shù)組。
實(shí)例：
public static void main(String[] args) {
ArrayList<Integer> list_2=new ArrayList<Integer>(20); //list_2中添加元素
for(int i=0;i<10;i++)
list_2.add(i);
ArrayList<Integer> list_3=new ArrayList<Integer>(list_2); //輸出list_2中元素
for(Integer a:list_2)
System.out.print(a+" "); //輸出list_3中元素
for(Integer a:list_3)
System.out.print(a+" ");
}//輸出/*
list_2 : 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
-----------------------
list_3 : 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
*/②indexOf(Object o)方法
功能：查找某個(gè)元素在ArrayList中第一次出現(xiàn)的位置。
public int indexOf(Object o) {
//ArrayList中的元素可以為null，如果為null返回null的下標(biāo)
if (o == null) {
for (int i = 0; i < size; i++)
if (elementData[i]==null)
return i;
} else {
for (int i = 0; i < size; i++)
if (o.equals(elementData[i]))
return i;
}
//如果沒有找到對(duì)應(yīng)的元素返回-1。
return -1;
}對(duì)于indexof方法做幾點(diǎn)說明：ArrayList中可以存放null元素，indexof是返回elementData數(shù)組中值相同的首個(gè)元素的下標(biāo)，indexof中比較方法是equals而equals是比較元素的值，因此必須對(duì)null單獨(dú)查找。如果未找到該元素則返回-1 。
public static void main(String[] args) {
ArrayList<Integer> list=new ArrayList<Integer>();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(null);
list.add(2);
list.add(3);
System.out.println("null: "+list.indexOf(null));
System.out.println("-------------------------");
System.out.println("2: "+list.indexOf(2));
System.out.println("-------------------------");
System.out.println("4: "+list.indexOf(4));
} //輸出
/*
null: 2
-------------------------
2: 1
-------------------------
4: -1
*/③lastIndexOf(Object o)方法
功能：查找某個(gè)元素在ArrayList中最后出現(xiàn)的位置。
public int lastIndexOf(Object o) {
if (o == null) {
//如果o為null從后往前找到第一個(gè)為null的下標(biāo)
for (int i = size-1; i >= 0; i--)
if (elementData[i]==null)
return i;
} else {
//從后往前找到第一個(gè)值為o的下標(biāo)
for (int i = size-1; i >= 0; i--)
if (o.equals(elementData[i]))
return i;
}
return -1;
}上面代碼做幾點(diǎn)說明：lastIndexOf(Object o)在ArrayList中從后往前找到第一個(gè)跟要查找值相同的元素的下標(biāo)，因?yàn)槭前粗挡檎宜詫?duì)于 null 要單獨(dú)查找。如果未找到則返回-1；
④get(int index)方法
功能：返回ArrayList中指定下標(biāo)為index的元素。
public E get(int index) { //檢查index的值是否大于ArrayList的大小
rangeCheck(index); //返回index下標(biāo)的元素
return elementData(index);
} E elementData(int index) {
return (E) elementData[index];
}
//這里值檢查index >= size的情況，因?yàn)閕ndex<0時(shí)會(huì)自動(dòng)拋出異常，所以并未檢查index<0的情況。
private void rangeCheck(int index) {
if (index >= size)
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}對(duì)上面代碼做幾點(diǎn)說明：上面代碼中只檢查了index>=size的情況，在index<0的情況下也會(huì)拋出異常，只是這個(gè)異常是由系統(tǒng)拋出的。index>=size要檢查的原因是有可能數(shù)組的大小大于index，然而有效里面的元素<index這時(shí)不拋異常就會(huì)返回?zé)o效值。舉個(gè)例子ArrayList的初始化大小為10，現(xiàn)在往里面放5個(gè)元素，如果index>=5時(shí)，應(yīng)該要拋出異常，而不是返回 null。因?yàn)閚ull 是可以主動(dòng)放在ArrayList中的。
⑤set(int index, E element)方法
功能：將element放到ArrayList下標(biāo)為index的位置，如果index<0或index>=size 拋異常，set(int index, E element)只能覆蓋ArrayList中原來的元素，返回值為被覆蓋的元素。
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;
}⑥add(E e)方法
功能：往ArrayList中添加元素。
public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); // 加入元素前檢查數(shù)組的容量是否足夠
elementData[size++] = e;
return true;
}
//2-----------------------
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
modCount++;
// 如果添加元素后大于當(dāng)前數(shù)組的長(zhǎng)度，則進(jìn)行擴(kuò)容
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
//3-----------------------
private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;
//將數(shù)組的長(zhǎng)度增加原來數(shù)組的一半。
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
//如果擴(kuò)充一半后仍然不夠，則 newCapacity = minCapacity;minCapacity實(shí)際元素的個(gè)數(shù)。
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
//數(shù)組最大位2^32
// minCapacity is usually close to size, so this is a win:
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}add方法比較復(fù)雜，涉及到擴(kuò)充數(shù)組容量的問題。其中要弄清楚size和elementData.length的區(qū)別，size指的是數(shù)組中存放元素的個(gè)數(shù)，elementData.length表示數(shù)組的長(zhǎng)度，當(dāng)new一個(gè)ArrayList系統(tǒng)默認(rèn)產(chǎn)生一個(gè)長(zhǎng)度為10的elementData數(shù)組，elementData.length=10，但是由于elementData中還未放任何元素所有size=0。如果加入元素后數(shù)組大小不夠會(huì)先進(jìn)行擴(kuò)容，每次擴(kuò)容都將數(shù)組大小增大一半比如數(shù)組大小為10一次擴(kuò)容后的大小為10+5=10;ArrayList的最大長(zhǎng)度為 2^32 .
⑦add(int index, E element)方法
功能：往ArrayList指定index上添加元素，添加元素后ArrayList的大小增1。index及以后的元素都會(huì)向后移一位。
public void add(int index, E element) {
rangeCheckForAdd(index);//檢查index的值是否在0到size之間，可以為size。
ensureCapacityInternal(size + 1); // 看elementData的長(zhǎng)度是否足夠，不夠擴(kuò)容
//將elementData從index開始后面的元素往后移一位。
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
size - index);
elementData[index] = element;
size++;
}
//2-------------------------
private void rangeCheckForAdd(int index) {
if (index > size || index < 0)
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
//3-------------------------
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
modCount++;
// overflow-conscious code
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
public void add(int index, E element) {
rangeCheckForAdd(index);//檢查index的值是否在0到size之間，可以為size。
ensureCapacityInternal(size + 1); // 看elementData的長(zhǎng)度是否足夠，不夠擴(kuò)容
//將elementData從index開始后面的元素往后移一位。
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
size - index);
elementData[index] = element;
size++;
}
//2-------------------------
private void rangeCheckForAdd(int index) {
if (index > size || index < 0)
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
//3------------------------- private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
modCount++;
// overflow-conscious code
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}add(int index, E element)往指定index中加入元素，加入元素之前先檢查數(shù)組的大小，如果小了在原來基礎(chǔ)上增大一半，將ArrayList只能怪index及以后的元素往后移一位，將element放到index位置。
⑧remove(int index)方法
功能：刪除ArrayList指定位置的元素。
public E remove(int index) {
rangeCheck(index);//如果index>=size拋出異常
modCount++;
E oldValue = elementData(index);//獲取刪除元素的值
int numMoved = size - index - 1; //將index后面所有的元素往前移一位。
if (numMoved > 0)
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
numMoved);
elementData[--size] = null; // Let gc do its work//返回要?jiǎng)h除的原數(shù)。
return oldValue;
}⑨remove(Object o)方法
功能：刪除ArrayList中值為o的元素
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;
}原文地址：
https://blog.csdn.net/u013309870/article/details/72519272
覺得有用就轉(zhuǎn)發(fā)分享一下吧！
推薦
基于 SpringBoot + Echarts 實(shí)現(xiàn)的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)大屏
清華學(xué)姐自學(xué)的Linux筆記，天花板級(jí)別！
PS：因?yàn)楣娞?hào)平臺(tái)更改了推送規(guī)則，如果不想錯(cuò)過內(nèi)容，記得讀完點(diǎn)一下“在看”，加個(gè)“星標(biāo)”，這樣每次新文章推送才會(huì)第一時(shí)間出現(xiàn)在你的訂閱列表里。點(diǎn)“在看”支持我們吧
