Java ArrayList源码深入分析
作者：niuyongzhi
ArrayList 类是一个可以动态修改的数组，与普通数组的区别就是它是没有固定大小的限制，我们可以添加或删除元素。ArrayList 继承了 AbstractList，并实现了List接口
1.ArrayList 是基数组结构的，需要连续的内存空间
从构造函数可以看出，ArrayList内部用一个Object数组来保存数据。
对于无参构造，ArrayList会创建一个大小为10的初始数组，第一次扩容时会创建默认大小数组。
//无参构造函数，会构造一个空数组。第一次扩容时会创默认大小为10的数组
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
transient Object[] elementData;
public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
//如果给定集合大小，会创建一个对应大小的数组
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);
}
}2.对于set和get方法ArrayList效率高，因为可以直接通过下标获取存储对象。
//直接通过角标从数组中取出元素
public E get(int index) {
if (index >= size)
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
return (E) elementData[index];
}
//set 方法，直接通过index 拿到元素，进行修改就行。
public E set(int index, E element) {
if (index >= size)
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
E oldValue = (E) elementData[index];
elementData[index] = element;
return oldValue;
}3.对于add方法，有两种情况：
第一种是在尾部添加，不需要移动数组。
//Add 方法 ，在末端插入不需要
public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}第二种情况在指定位置添加或插入数据，则需要移动数组，效率比较低。如果插入在第0个位置则需要移动整个数组。
public void add(int index, E element) {
if (index > size || index < 0)
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
//被插入的元素在index。则移动的数组应该从index开始，向后移动一个，
//移动的数组长度 size-index 从index开始的数组长度
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
size - index);
elementData[index] = element;
size++;
}在add时还需要考虑到数组的扩容问题，看ensureCapacityInternal方法
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
//通过无参构造创建为设置初始大小时，判断条件为true
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
//创建默认大小的数组，初始大小是10
minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}添加元素后，元素数量大于数组长度时，进行扩容grow，扩容大小是原数组的1.5倍
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;
// overflow-conscious code
//新增后，数组容量已经大于了数组长度，则进行扩容
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;
//新的数组大小是原来的1.5倍
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
//创建一个新长度的数组。
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}4.对应remove 删除元素操作。如果删除元素在最后一个，不需要移动数组，否则会将被删除元素之后的所有元素都要向前移动，效率比较低。
//删除
public E remove(int index) {
if (index >= size)
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
modCount++;
//取出被删除的元素
E oldValue = (E) elementData[index];
int numMoved = size - index - 1;
//移动的数组长度，大于0才需要移动，小于0说明被删元素在最后一个
if (numMoved > 0)
//第一个参数是源数组，
//第二个参数是移动的起始位置：index+1，从被删元素的后一个位置开始
//第三个参数是目标数组
//第四个参数是移动目标位置：index，被删除元素的位置
//第五个参数是移动的数组长度 size - index - 1，从index+1位置开始之后的数组长度
//最终会调用到native方法进行移动。
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,numMoved);
elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
return oldValue;
}5.System.arraycopy方法参数分析。
第二个参数 index+1是被移动数组的起始位置，即被删元素后一个位置
第四个参数index，是被移动数组的起始位置，即被删元素的位置。
最后一个参数size-index-1，被移动数组的长度，即被删元素后一个位置到元素末尾的长度
public static native void arraycopy(java.lang.Object src, int srcPos, java.lang.Object dest, int destPos, int length);
通过对源码的阅读，也许会对ArrayList有一个更加直接的了解。
到此这篇关于Java ArrayList源码深入分析的文章就介绍到这了,更多相关Java ArrayList内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！