ArrayList 源码

ArrayList实现了List接口,是顺序容器,即元素存放的数据与放进去的顺序相同,允许放入null元素,底层通过数组实现。除该类未实现同步外,其余跟Vector大致相同。每个ArrayList都有一个容量(capacity),表示底层数组的实际大小,容器内存储元素的个数不能多于当前容量。当向容器中添加元素时,如果容量不足,容器会自动增大底层数组的大小。前面已经提过,Java泛型只是编译器提供的语法糖,所以这里的数组是一个Object数组,以便能够容纳任何类型的对象。

ArrayList 源码

size(), isEmpty(), get(), set()方法均能在常数时间内完成,add()方法的时间开销跟插入位置有关,addAll()方法的时间开销跟添加元素的个数成正比。其余方法大都是线性时间。

为追求效率,ArrayList没有实现同步(synchronized),如果需要多个线程并发访问,用户可以手动同步,也可使用Vector替代。

方法剖析 grow(int minCapacity)

AarrayList核心的方法,能扩展数组大小的真正秘密。

private void grow(int minCapacity) { // overflow-conscious code int oldCapacity = elementData.length; //将扩充前的elementData大小给oldCapacity int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);//newCapacity就是1.5倍的oldCapacity if (newCapacity - minCapacity < 0)//这句话就是适应于elementData就空数组的时候,length=0,那么oldCapacity=0,newCapacity=0,所以这个判断成立,在这里就是真正的初始化elementData的大小了,就是为10.前面的工作都是准备工作。 newCapacity = minCapacity; if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)//如果newCapacity超过了最大的容量限制,就调用hugeCapacity,也就是将能给的最大值给newCapacity newCapacity = hugeCapacity(minCapacity); // minCapacity is usually close to size, so this is a win: //新的容量大小已经确定好了,就copy数组,改变容量大小咯。 elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); } set()

既然底层是一个数组ArrayList的set()方法也就变得非常简单,直接对数组的指定位置赋值即可。

public E set(int index, E element) { rangeCheck(index);//下标越界检查 E oldValue = elementData(index); elementData[index] = element;//赋值到指定位置,复制的仅仅是引用 return oldValue; } rangeCheck() private void rangeCheck(int index) { if (index >= size) throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index)); } get()

get()方法同样很简单,唯一要注意的是由于底层数组是Object[],得到元素后需要进行类型转换。

public E get(int index) { rangeCheck(index); return (E) elementData[index];//注意类型转换 } add() (四种) 1. boolean add(E) /** * Appends the specified element to the end of this list.添加一个特定的元素到list的末尾。 * * @param e element to be appended to this list * @return <tt>true</tt> (as specified by {@link Collection#add}) */ public boolean add(E e) { //确定内部容量是否够了,size是数组中数据的个数,因为要添加一个元素,所以size+1,先判断size+1的这个个数数组能否放得下,就在这个方法中去判断是否数组.length是否够用了。 ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!! //在数据中正确的位置上放上元素e,并且size++ elementData[size++] = e; return true; }ensureCapacityInternal() ensureCapacityInternal() 确定内部容量的方法 private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) { if (elementData == EMPTY_ELEMENTDATA) { //看,判断初始化的elementData是不是空的数组,也就是没有长度 //因为如果是空的话,minCapacity=size+1;其实就是等于1,空的数组没有长度就存放不了,所以就将minCapacity变成10,也就是默认大小,但是带这里,还没有真正的初始化这个elementData的大小。 minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity); } //确认实际的容量,上面只是将minCapacity=10,这个方法就是真正的判断elementData是否够用 ensureExplicitCapacity(minCapacity); } 2. void add(int index, E element) public void add(int index, E element) { rangeCheckForAdd(index);//检查index也就是插入的位置是否合理。 //跟上面的分析一样,具体看上面 ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!! //这个方法就是用来在插入元素之后,要将index之后的元素都往后移一位, System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, size - index); //在目标位置上存放元素 elementData[index] = element; size++;//size增加1 }

跟C++ 的vector不同,ArrayList没有push_back()方法,对应的方法是add(E e),ArrayList也没有insert()方法,对应的方法是add(int index, E e)。这两个方法都是向容器中添加新元素,这可能会导致capacity不足,因此在添加元素之前,都需要进行剩余空间检查,如果需要则自动扩容。扩容操作最终是通过grow()方法完成的。

private void grow(int minCapacity) { int oldCapacity = elementData.length; int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);//原来的1.5倍 if (newCapacity - minCapacity < 0) newCapacity = minCapacity; if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0) newCapacity = hugeCapacity(minCapacity); elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);//扩展空间并复制 }

由于Java GC自动管理了内存,这里也就不需要考虑源数组释放的问题。

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