ArrayList常用方法源码分析
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篱开罗
属性
/**
* 默认底层数组大小
*/
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
/**
* 当底层数组长度为0时（list刚创建还没添加元素的时候）
* 使用的数组
* new ArrayList(0)创建对象时使用该数组
*/
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
/**
* 与上面的EMPTY_ELEMENTDATA类似，不同点在于在第一次
* 执行add()的时候会使用DEFAULT_CAPACITY作为扩容大小
* new ArrayList()创建对象时使用该数组
*/
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
/**
* 底层实际用于存放元素的数组
*/
transient Object[] elementData;
/**
* list里面实际包含的元素个数
*/
private int size;
/**
* 数组最大值
*/
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
构造函数
/**
* 指定底层数组大小进行初始化
*/
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);
}
}
/**
* 使用该构造函数会在第一次add()元素时使底层数组长度为10
*/
public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
/**
* 使用一个已经存在的集合进行创建
*/
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;
}
}
add
/**
* 在数组末尾添加元素
*/
public boolean add(E e) {
//首先判断大小是否足够，不够则扩容
ensureCapacityInternal(size + 1);
//讲元素添加到数组末尾并将数组元素个数加一
elementData[size++] = e;
return true;
}
/**
* 在指定位置插入元素
*/
public void add(int index, E element) {
//检测index值是否合法
rangeCheckForAdd(index);
//判断底层数组大小是否足够，不够则扩容
ensureCapacityInternal(size + 1);
//将指定位置及其后面的元素通过复制的方式后移一位
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
size - index);
//将元素插入指定位置
elementData[index] = element;
//元素个数加1
size++;
}
判断是否扩容及扩容函数
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
//判断是否使用默认大小，上文提到的两个空数组的区别在这体现
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
//记录数组结构改变次数
modCount++;
// 判断是否需要扩容
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
/**
* 扩容函数
*/
private void grow(int minCapacity) {
//获取当前数组长度
int oldCapacity = elementData.length;
//指定新数组的长度为max(1.5倍当前长度, minCapacity)
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
//判断是否超出数组的最大长度
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
get
E elementData(int index) {
return (E) elementData[index];
}
/**
* 获取指定位置的元素
*/
public E get(int index) {
//检查index是否合法
rangeCheck(index);
return elementData(index);
}
remove
/**
* 删除指定位置元素
*/
public E remove(int index) {
//检查是否越界
rangeCheck(index);
//数组结构改变次数加1
modCount++;
//保存要删除的元素
E oldValue = elementData(index);
//删除后需要移动的元素个数
int numMoved = size - index - 1;
if (numMoved > 0)
//通过复制进行移动
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
numMoved);
//将最后一个元素赋值为null，方便辣鸡回收
elementData[--size] = null;
//返回已删除的元素
return oldValue;
}
/**
* 删除指定元素
* 删除成功则返回true，找不到该元素则返回false
*/
public boolean remove(Object o) {
//首先判断o是否为空，然后对数组进行遍历查找指定元素进行删除
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;
}
/*
* 精简版的remove(int index),去掉了数组越界判断和返回值
*/
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;
}
trim
当删除的元素很多，底层数组则有很多空间未使用造成浪费，此时
可使用trimToSize()进行数组容量的缩小到实际元素个数大小
public void trimToSize() {
//数组结构改变次数加1
modCount++;
//判断元素个数是否小于数组长度
if (size < elementData.length) {
elementData = (size == 0)
? EMPTY_ELEMENTDATA
//通过复制创建新数组
: Arrays.copyOf(elementData, size);
}
}
contains
/**
* 判断是否包含某个元素
* 包含返回true，否则返回false
*/
public boolean contains(Object o) {
return indexOf(o) >= 0;
}
/**
* 查找某个元素的位置
*/
public int indexOf(Object o) {
//首先判断是否为空，然后循环遍历
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;
}
总结
-
在初始化的时候指定大小，在要插入大量元素前通过
ensureCapacity(int minCapacity)指定大小扩容，
可以避免频繁扩容带来的性能损耗 -
当大量删除元素后可以执行trimToSize节约空间
-
ArrayList删除和查找元素位置时使用的是循环遍历，当
List有序时，若追求效率可以自己使用二分搜索进行查找
或删除 -
ArrayList是非线程安全的，可以使用
Collections.synchronizedCollection(Collection<T> c)
创建list或者自己进行包装,再读操作远大于写操作的情况下可以
使用 CopyOnWriteArrayList
