java.util.ArrayList(JDK1.8)
定义
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，并允许所有元素，包括null,元素可以重复。实现了ICollection和IList接口，灵活的设置数组的大小等好处,ArrayList的底层就是通过数组实现的。
关于扩容
ArrayList在创建后的初始大小为0，第一次添加时候扩为10.负载因子为1（满了在扩容）。每次扩容会增加50%的容量。
下边，我会贴上关于扩容的重要地方的源码
- 全局变量
/**
* 默认大小
* Default initial capacity.
*/
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
/**
* 静态的一个属性，所有实例共享属性，当初始化容量为0的时候，就使用这个属性作为实例底层数组
* Shared empty array instance used for empty instances.
*/
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
/**
* 实际上真正保存数据的数组，从此出可以看出ArrayList使用Object数组来保存数据
* The array buffer into which the elements of the ArrayList are stored.
* The capacity of the ArrayList is the length of this array buffer. Any
* empty ArrayList with elementData == EMPTY_ELEMENTDATA will be expanded to
* DEFAULT_CAPACITY when the first element is added.
*/
transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access
- 构造器
- 无参构造器
可以看出就是把上边全局变量的空数组 赋值 给了 用来保存数据的elementData。
/**
* Constructs an empty list with an initial capacity of ten.
*/
public ArrayList() {
super();
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
}
-
创建一个指定大小的ArrayList
在构造器函数中可以传入一个int类型的数字，该数字为指定ArrayList的大小。
如果该该数字为负数，则抛出一个异常。
如果数字合法，则创建了一个该大小的Object数组。
/**
* Constructs an empty list with the specified initial capacity.
*
* @param initialCapacity the initial capacity of the list
* @throws IllegalArgumentException if the specified initial capacity
* is negative
*/
public ArrayList(int initialCapacity) {
super();
if (initialCapacity < 0)
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
initialCapacity);
this.elementData = new Object[initialCapacity];
}
-
创建一个指定集合的ArrayList。
传入的参数必须为Collection的子类，该构造器是把该集合转为ArrayList
/**
* Constructs a list containing the elements of the specified
* collection, in the order they are returned by the collection's
* iterator.
*
* @param c the collection whose elements are to be placed into this list
* @throws NullPointerException if the specified collection is null
*/
public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
elementData = c.toArray();
size = elementData.length;
// c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
if (elementData.getClass() != Object[].class)
elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
}
- 扩容
//添加方法。
public boolean add(E e) {
//size初始值为0
ensureCapacityInternal(size + 1);
//添加成功后，相当于把添加的值赋给了这个数组的最后一位
elementData[size++] = e;
return true;
}
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
//这个判断用于首次添加 给数组扩容。
//如果此数组为空数组，那么就给他的最小容量赋值为10
if (elementData == EMPTY_ELEMENTDATA) {
minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;
// overflow-conscious code
//如果最小容量大于该数组的大小 则扩容，
//在第一次调用add方法时，因为最小容量为10，此时数组的容量为0.所以第一次调用add方法时，要进行扩容
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
//原来容量为数组的大小
int oldCapacity = elementData.length;
//新容量=老容量+老容量*0.5
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
//正常情况下，只有第一次调用add方法会进入该判断，
//因为老容量扩容后还是0.需要把最小容量赋值给新容量
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
// minCapacity is usually close to size, so this is a win:
//确定了容量的大小后 用copyOf方法复制新的指定大小的数组
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
关于性能
有关查询的速度快，删除/指定位置添加慢
ArrayList 是数组的一个包装，他获取某个元素或者修改某个元素的方法非常的高效get(i)/set(i,e)，直接添加到末尾add(e)也还行，因为不会打乱之前的顺序。这是ArrayList的优势。
public E get(int index) {
//验证下 是否下标越界，越界直接抛异常
rangeCheck(index);
//直接通过 elementData[index] 来获取想要的元素
return elementData(index);
}
按下标插入、删除元素—add(i,e), remove(i), remove(e) 则要用System.arraycopy()来移动部分受影响的元素，性能就变差了，这是劣势。
public void add(int index, E element) {
rangeCheckForAdd(index);
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
//该方法会异动部分受影响的元素，会影响性能
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
size - index);
elementData[index] = element;
size++;
}
ArrayList中有一个方法trimToSize()用来缩小elementData数组的大小，这样可以节约内存..
比如，此时容量1000，再次扩容就会把新容量扩至1500,。 但是实际容量只有1001，所以还是很消耗内存的。这时可以调用trimToSize()方法。
public void trimToSize() {
modCount++;
if (size < elementData.length) {
elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);
}
}
ArrayList 实现了RandomAccess 这个接口，该接口是一个标记接口，实现了该接口的 快速随机方位都比较快。
ArrayList 和 LinkedList 的区别
ArrayList 查询 和 修改某个值比较快，删除 和 在某位置添加比较慢。
LinkedList 在删除和添加比较快，查询比较慢。
ArrayList和Vector 的区别
Vector 是线程安全的，对外方法全部用synchronized修饰。
Vector 创建后就是一个10个大小的数组，扩容机制也和ArrayList有区别，
这个由于效率问题，已经没人用了。
