【Java集合】-- ArrayList源码解析

阳光穿透心脏的1/2处 2023-07-10 05:07 19阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *  继承体系
 *  源码解析
 *   *  1.属性
     *  2.构造方法
     *   *  \*\*无参构造\*\*
         *  \*\*int型参数的构造方法\*\*
         *  \*\*Collection型参数构造方法\*\*
     *  3.添加元素
     *   *  add(E e)方法
         *  add(int index, E element)
     *  3.获取元素
     *  4.删除元素
     *   *  remove(int index)通过索引删除
         *  remove(Object o)删除指定元素

ArrayList是一种以数组实现的List，与数组相比，它具有动态扩展的能力，因此也可称之为动态数组。

## 继承体系 ##

![图片][format_png]

*  ArrayList实现了List, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable等接口。
 *  ArrayList实现了List，提供了基础的添加、删除、遍历等操作。
 *  ArrayList实现了RandomAccess，提供了随机访问的能力。
 *  ArrayList实现了Cloneable，可以被克隆。
 *  ArrayList实现了Serializable，可以被序列化

# 源码解析 #

## 1.属性 ##

//默认初始容量
    private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
    //空数组
    private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = { };
    //空数组，new ArrayList()时使用，添加第一个元素的时候会重新初始为默认容量大小
    private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = { };
    //保存要存储元素的数组
    transient Object[] elementData;
    //数组长度
    private int size;

## 2.构造方法 ##

### **无参构造** ###

public ArrayList() { 
        //调用默认空数组
        this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
    }

### **int型参数的构造方法** ###

public ArrayList(int initialCapacity) { 
        if (initialCapacity > 0) { 
            //如果传入的值大于0，则直接按照传入的大小来构造数组
            this.elementData = new Object[initialCapacity];
        } else if (initialCapacity == 0) { 
            //等于0，则赋值空数组
            this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
        } else { 
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                               initialCapacity);
        }
    }

### **Collection型参数构造方法** ###

public ArrayList(Collection<? extends E> c) { 
        //把传入集合中的数组赋值给elementData
        elementData = c.toArray();
        if ((size = elementData.length) != 0) { 
          // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
            //判断elementData的类型是否为Object[]，如果不是重新把elementData拷贝为Object[]类型
            if (elementData.getClass() != Object[].class)
                elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
        } else { 
            //传入的是一个空集合，则把elementData赋值为默认空数组
            // replace with empty array.
            this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
        }
    }

## 3.添加元素 ##

### add(E e)方法 ###

源码：

public boolean add(E e) { 
        //检查是否需要扩容
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        //把新元素添加到数组末尾
        elementData[size++] = e;
        return true;
    }
    private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) { 
        //如果ArrayList中elementData 为null则需要创建数组
        if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) { 
            //取传入长度与默认数组长度较大的一个作为创建数组的长度
            minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
        }
    
        ensureExplicitCapacity(minCapacity);
    }
    private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) { 
        //数组被修改所以+1
        modCount++;
        // overflow-conscious code
        //要存储的长度大于数组长度则需要扩容
        if (minCapacity - elementData.length > 0)
            grow(minCapacity);
    }
    private void grow(int minCapacity) { 
        // overflow-conscious code
        int oldCapacity = elementData.length;
        //新容量为旧容量的1.5倍
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
        if (newCapacity - minCapacity < 0)
            //新长度小于需要的长度则被新长度赋值为需要长度
            newCapacity = minCapacity;
        //如果新容量大于最大容量旧使用最大容量
        if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
            newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
        // minCapacity is usually close to size, so this is a win:
        //把数组中元素拷贝到新数组
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
    }

添加元素很简单就是直接判断是否扩容，然后把元素添加到队尾。

### add(int index, E element) ###

public void add(int index, E element) { 
        //判断传入索引是否合法
        rangeCheckForAdd(index);
        //检测是否需要扩容
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        //将index位置的元素后移一位
        System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
                         size - index);
        elementData[index] = element;
        size++;
    }

## 3.获取元素 ##

ArrayList中获取元素只有一个方法就是get，源码：

public E get(int index) { 
        //检测索引是否超出范围
        rangeCheck(index);
    
        //返回对应索引位置的元素
        return elementData(index);
    }

## 4.删除元素 ##

### remove(int index)通过索引删除 ###

public E remove(int index) { 
        rangeCheck(index);
    
        modCount++;
        //获取对应索引位置的元素
        E oldValue = elementData(index);
    
        //计算要移动元素的个数
        int numMoved = size - index - 1;
        if (numMoved > 0)
            //把index索引之后的元素全部前移一位
            System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                             numMoved);
        //把数组最后一个存在元素的位置赋值为空
        elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
    
        return oldValue;
    }

### remove(Object o)删除指定元素 ###

public boolean remove(Object o) { 
        if (o == null) { 
            //传入为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])) { 
                    //完成数组元素的删除
                    fastRemove(index);
                    return true;
                }
        }
        return false;
    }
    private void fastRemove(int index) { 
        modCount++;
        //要移动元素个数
        int numMoved = size - index - 1;
        if (numMoved > 0)
            System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                             numMoved);
        elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
    }

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