ArrayList 概述
ArrayList 是基于数组实现，是一个动态数组，容量可以自动增长，动态增加内存。
ArrayList 不是线程安全的，只能用在单线程，多线程换成环境下可以考虑
Collections.synchronizedList(List l) 函数返回一个线程安全的 ArrayList 类，也可以在 concurrent 并发包下的 CopyOnWriteArrayList 类。
ArrayList 实现了Serializable 接口，支持序列化传输，实现了 RandomAccess 即可，支持快速随机访问，实际上就是通过下标序号进行快速访问，实现 Cloneabale接口，可以被克隆。
每个 ArrayList 实例都有一个容量，该容量是指用例存储列表元素的数组大小，总是至少等于列表的大小，随着向ArrayList 不断添加元素，其容量会自动增长会带来数据向新数组的重新拷贝。
Collection 是 List,Set,Queue 的基础接口
ArrayList 属性
- 私有属性
ArrayList 定义只定义类有私有属性
private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L; // 使用serialVersionUID验证版本一致性 private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10; // 容量的初始大小 private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {}; // Shared empty array instance used for empty instances. private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {}; // Shared empty array instance used for default sized empty instances. // ArrayList数据的存储之地 transient Object[] elementData; // 存储ArrayList中元素的数组 // ArrayList存储数据的个数 private int size;
elementData 存储 ArrayList 内的元素， size 标识它包含的元素的数量。
transient 的属性在对象呗序列化后不会被保存。
ArrayList 提供了三种方式的构造器，可以构造一个默认初始化为 10 的空列表，构造一个指定初始化容量的空列表与构造一个包含指定的 Collection 元素列表，这些按照 Collection 的迭代器返回他们的顺序排列。
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); } }
通过传入 initialCapacity 的大小构造 ArrayList
使用初始容量构造 ArrayList
public ArrayList() { this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA; }
使用传入指定集合构造 ArrayList
public ArrayList(Collection<? extends E> c) { elementData = c.toArray(); if ((size = elementData.length) != 0) { // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652) if (elementData.getClass() != Object[].class) elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class); } else { // replace with empty array. this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA; } }
方法
主要方法是增加，或者删除，修改，查找方法。
增加元素操作
public boolean add(E e) { // 1、确保容量大小 ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!! // 2、尾部添加元素 elementData[size++] = e; return true; }
指定位置添加元素
public void add(int index, E element) { // 1、检验索引 rangeCheckForAdd(index); // 2、确保容量 ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!! // 3、将数据后移 System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, size - index); // 4、添加元素 elementData[index] = element; // 5、数组元素个数加1 size++; }
在尾部添加某类集合的所有元素
public boolean addAll(Collection<? extends E> c) { // 1、暂存集合c中数据 Object[] a = c.toArray(); int numNew = a.length; // 2、确保容量 ensureCapacityInternal(size + numNew); // Increments modCount // 3、尾部添加数据 System.arraycopy(a, 0, elementData, size, numNew); // 4、数组元素个数更新 size += numNew; return numNew != 0; }
指定位置添加某类集合所有元素
public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) { // 1、检验索引 rangeCheckForAdd(index); // 2、暂存数据 Object[] a = c.toArray(); int numNew = a.length; // 3、确保容量 ensureCapacityInternal(size + numNew); // Increments modCount int numMoved = size - index; // 4、数据后移 if (numMoved > 0) System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + numNew, numMoved); // 5、添加元素 System.arraycopy(a, 0, elementData, index, numNew); // 6、数组元素个数更新 size += numNew; return numNew != 0; }
删除元素操作
删除 ArrayList 第一个符合条件的元素
public boolean remove(Object o) { // 移除值为null的元素 if (o == null) { for (int index = 0; index < size; index++) if (elementData[index] == null) { fastRemove(index); return true; } } else // 移除元素 { for (int index = 0; index < size; index++) if (o.equals(elementData[index])) { fastRemove(index); return true; } } // 值不存在时，移除失败 return false; }
其中 fastRemove 方法是采用的数组copy 方法。
private void fastRemove(int index) { // 1、修改的次数更新 modCount++; int numMoved = size - index - 1; // 2、数据前移 if (numMoved > 0) System.arraycopy(elementData, index + 1, elementData, index, numMoved); elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work }
删除 ArrayList 中指定位置上的元素
public E remove(int index) { // 1、检验索引 rangeCheck(index); modCount++; E oldValue = elementData(index); int numMoved = size - index - 1; // 2、数据前移 if (numMoved > 0) System.arraycopy(elementData, index + 1, elementData, index, numMoved); elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work return oldValue; }
删除 ArrayList 中所包含集合中所有元素
public boolean removeAll(Collection<?> c) { Objects.requireNonNull(c); return batchRemove(c, false); }
删除某个范围的数据
是直接置空的
protected void removeRange(int fromIndex, int toIndex) { modCount++; int numMoved = size - toIndex; System.arraycopy(elementData, toIndex, elementData, fromIndex, numMoved); // clear to let GC do its work int newSize = size - (toIndex - fromIndex); for (int i = newSize; i < size; i++) { elementData[i] = null; } size = newSize; }
删除 ArrayList 中不是所传入集合的所有数据
public boolean retainAll(Collection<?> c) { Objects.requireNonNull(c); return batchRemove(c, true); }
修改操作
修改指定位置上的元素
public E set(int index, E element) { rangeCheck(index); E oldValue = elementData(index); elementData[index] = element; return oldValue; }
查找操作
获取指定位置上的元素
public E get(int index) { rangeCheck(index); checkForComodification(); return ArrayList.this.elementData(offset + index); }
获取指定元素在列表的第一个位置索引
public int indexOf(Object o) { 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; } return -1; }
获取指定元素在列表中的最后一个位置索引
public int lastIndexOf(Object o) { if (o == null) { for (int i = size-1; i >= 0; i--) if (elementData[i]==null) return i; } else { for (int i = size-1; i >= 0; i--) if (o.equals(elementData[i])) return i; } return -1; }
返回某个范围的视图
public List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) { subListRangeCheck(fromIndex, toIndex, size); return new SubList(this, 0, fromIndex, toIndex); }
迭代器
public Iterator<E> iterator() { return new Itr(); } private class Itr implements Iterator<E> { int cursor; // index of next element to return int lastRet = -1; // index of last element returned; -1 if no such int expectedModCount = modCount; public boolean hasNext() { return cursor != size; } @SuppressWarnings("unchecked") public E next() { checkForComodification(); int i = cursor; if (i >= size) throw new NoSuchElementException(); Object[] elementData = ArrayList.this.elementData; if (i >= elementData.length) throw new ConcurrentModificationException(); cursor = i + 1; return (E) elementData[lastRet = i]; } public void remove() { if (lastRet < 0) throw new IllegalStateException(); checkForComodification(); try { ArrayList.this.remove(lastRet); cursor = lastRet; lastRet = -1; expectedModCount = modCount; } catch (IndexOutOfBoundsException ex) { throw new ConcurrentModificationException(); } } @Override @SuppressWarnings("unchecked") public void forEachRemaining(Consumer<? super E> consumer) { Objects.requireNonNull(consumer); final int size = ArrayList.this.size; int i = cursor; if (i >= size) { return; } final Object[] elementData = ArrayList.this.elementData; if (i >= elementData.length) { throw new ConcurrentModificationException(); } while (i != size && modCount == expectedModCount) { consumer.accept((E) elementData[i++]); } // update once at end of iteration to reduce heap write traffic cursor = i; lastRet = i - 1; checkForComodification(); } final void checkForComodification() { if (modCount != expectedModCount) throw new ConcurrentModificationException(); } }
listIterator 方法
public ListIterator<E> listIterator(int index) { if (index < 0 || index > size) throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index); return new ListItr(index); }
状态操作
是否为空
public boolean isEmpty() { return size == 0; }
清空列表元素
public void clear() { modCount++; // clear to let GC do its work for (int i = 0; i < size; i++) elementData[i] = null; size = 0; }
克隆 ArrayList 实例副本
public Object clone() { try { ArrayList<?> v = (ArrayList<?>) super.clone(); v.elementData = Arrays.copyOf(elementData, size); v.modCount = 0; return v; } catch (CloneNotSupportedException e) { // this shouldn't happen, since we are Cloneable throw new InternalError(e); } }
判断是否包含某个指定元素
public boolean contains(Object o) { return indexOf(o) >= 0; }
获取元素个数
public int size() { return size; }
转换成数组
public Object[] toArray() { return Arrays.copyOf(elementData, size); }
转换
public <T> T[] toArray(T[] a) { if (a.length < size) // Make a new array of a's runtime type, but my contents: return (T[]) Arrays.copyOf(elementData, size, a.getClass()); System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, size); if (a.length > size) a[size] = null; return a; }
还有几个问题等解决
- fail-fast 机制
- 序列化问题
- 遍历效率问题
