简介

ArrayList就是动态数组，用MSDN中的说法，就是Array的复杂版本，它提供了动态的增加和减少元素，实现了ICollection和IList接口，灵活的设置数组的大小等好处

有图有码

图为手工画的，有点丑见谅 _！

1. 初始化集合ArrayList list = new ArrayList();
   因为使用无参构造时候集合容器为空，所以无任何空位。

2. 第一次添加元素 add("a") 第一次添加元素时候，检测容器为空，根据默认容量10进行初始化容器。然后将元素放置到第一个空位中。 初始化容器：
   增加一个元素：

3. 第十一次添加元素 add("k") 第十一次添加元素，发现元素超出容量，所以进行一次扩容，扩容后的大小为原容量加原容量的二分之一，即为15；然后将元素放置到第是一个空位中。
   增加容量：
   增加一个元素：

4. 移除期中一个元素 remove(3) 移除第三个元素，将数组从第四个元素到最后一个元素放置到第三个元素开始到最后，然后将数组的最后一位元素设为null。 

源码分析

构造方法

//无参构造方法，初始化elementData为{}private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};//元素数组transient Object[] elementData;//集合大小private int size;//默认容量private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;public ArrayList() {        this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
    }

//指定容量大小的构造方法 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);
        }
    }

//带有初始化数据的构造 public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
        elementData = c.toArray();        if ((size = elementData.length) != 0) {            // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)            // 因为c.toArray返回的不一定为Object[]            // 如Object[] objs = new String[]{""};            // objs[0]=new Object();//java.lang.ArrayStoreException: java.lang.Object            //经测试 在1.8被修复了^_^            if (elementData.getClass() != Object[].class)
                elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
        } else {            // replace with empty array.            this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
        }
    }

方法及源码

• add

//增加一个元素public boolean add(E e) {        //确保有空余的容量，否则则增加容量
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        elementData[size++] = e;        return true;
    }

//指定位置插入一个元素public void add(int index, E element) {        //检测下标是否越界，否则 throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
        rangeCheckForAdd(index);
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!        //拷贝数组，为新元素腾出一个空位
        System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,                         size - index);
        elementData[index] = element;        size++;
    }

//确保有空余的容量，否则则增加容量private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {//如果集合为空，则取默认和当前size+1较大的值        if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
            minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
        }

        ensureExplicitCapacity(minCapacity);
    }//判断当前容量是否够用private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
        modCount++;        // overflow-conscious code        if (minCapacity - elementData.length > 0)          
            //增加容量
            grow(minCapacity);
    }//增加容量private void grow(int minCapacity) {        // overflow-conscious code        int oldCapacity = elementData.length;        //新容量=原来大小+原来大小/2，也就是说扩容原来大小的一半。        //备注： x>>1=x/2        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);        //如果新容量还不够用，设容量为所需容量        if (newCapacity - minCapacity < 0)
            newCapacity = minCapacity;        //如过所需容量大于最大容量Integer.MAX_VALUE - 8,则设置超大容量        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);
    }//设置超大容量，capacity=Integer.MAX_VALUE=2147483647    
private static int hugeCapacity(int minCapacity) {        if (minCapacity < 0) // overflow            throw new OutOfMemoryError();        return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
            Integer.MAX_VALUE :
            MAX_ARRAY_SIZE;
    }

• remove

//首先根据对象循环对比，找出第一个相等的对象的下标//然后通过fastRemove方法进行快速移除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;
    }

//根据下标进行移除，返回被移除的元素public E remove(int index) {        //检查下标是否越界
        rangeCheck(index);

        modCount++;
        E oldValue = elementData(index);        //计算出要拷贝的对象个数        int numMoved = size - index - 1;         //移除的原理就是将指定下标的后面元素全部向前移动一步，将末端元素设为null        if (numMoved > 0)
            System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                             numMoved);
        elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work        return oldValue;
    }

//快速移除方法private void fastRemove(int index) {
        modCount++;        int numMoved = size - index - 1;        //移除的原理就是将指定下标的后面元素全部向前移动一步，将末端元素设为null        if (numMoved > 0)
            System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                             numMoved);
        elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
    }

• get

public E get(int index) {        //检测下标是否越界
        rangeCheck(index);        return elementData(index);
    }

• set

//修改某个下标的元素public E set(int index, E element) {        //检测下标是否越界
        rangeCheck(index);        //获取老的元素
        E oldValue = elementData(index);        //赋值新的元素
        elementData[index] = element;        return oldValue;
    }

• clear

//清楚集合，循环元素，将每个元素设置为nullpublic void clear() {
        modCount++;        // clear to let GC do its work        for (int i = 0; i < size; i++)
            elementData[i] = null;        size = 0;
    }