Java集合汇总源码分解：ArrayList源码分解
副标题#e#
ArrayList简介
ArrayList是基于数组实现的，是一个动态数组，其容量能自动增长，雷同于C语言中的动态申请内存，动态增长内存。
ArrayList不是线程安详的，只能用在单线程情况下，多线程情况下可以思量用Collections.synchronizedList(List l)函数返回一个线程安详的ArrayList类，也可以利用concurrent并发包下的CopyOnWriteArrayList类。
ArrayList实现了Serializable接口，因此它支持序列化，可以或许通过序列化传输，实现了RandomAccess接口，支持快速随时机见，实际上就是通过下标序号举办快速会见，实现了Cloneable接口，能被克隆。
ArrayList源码分解
ArrayList的源码如下（插手了较量具体的注释）：
package java.util;
public class ArrayListextends AbstractListimplements List, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
{
// 序列版本号
private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;
// ArrayList基于该数组实现，用该数组生存数据
private transient Object[] elementData;
// ArrayList中实际数据的数量
private int size;
// ArrayList带容量巨细的结构函数。
public ArrayList(int initialCapacity) {
super();
if (initialCapacity < 0)
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
initialCapacity);
// 新建一个数组
this.elementData = new Object[initialCapacity];
}
// ArrayList无参结构函数。默认容量是10。
public ArrayList() {
this(10);
}
// 建设一个包括collection的ArrayList
public ArrayList(Collection c) {
elementData = c.toArray();
size = elementData.length;
if (elementData.getClass() != Object[].class)
elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
}
// 将当前容量值设为实际元素个数
public void trimToSize() {
modCount++;
int oldCapacity = elementData.length;
if (size < oldCapacity) {
elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);
}
}
// 确定ArrarList的容量。
// 若ArrayList的容量不敷以容纳当前的全部元素，配置 新的容量=“(原始容量x3)/2 + 1”
public void ensureCapacity(int minCapacity) {
// 将“修改统计数”+1，该变量主要是用来实现fail-fast机制的
modCount++;
int oldCapacity = elementData.length;
// 若当前容量不敷以容纳当前的元素个数，配置 新的容量=“(原始容量x3)/2 + 1”
if (minCapacity > oldCapacity) {
Object oldData[] = elementData;
int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1;
//假如还不足，则直接将minCapacity配置为当前容量
if (newCapacity < minCapacity)
newCapacity = minCapacity;
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
}
// 添加元素e
public boolean add(E e) {
// 确定ArrayList的容量巨细
ensureCapacity(size + 1); // Increments modCount!!
// 添加e到ArrayList中
elementData[size++] = e;
return true;
}
// 返回ArrayList的实际巨细
public int size() {
return size;
}
// ArrayList是否包括Object(o)
public boolean contains(Object o) {
return indexOf(o) >= 0;
}
//返回ArrayList是否为空
public boolean isEmpty() {
return size == 0;
}
// 正向查找，返回元素的索引值
public int indexOf(Object o) {
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;
}
// 反向查找，返回元素的索引值
public int lastIndexOf(Object o) {
if (o == null) {
for (int i = size-1; i >= 0; i--)
if (elementData[i]==null)
return i;
} else {
for (int i = size-1; i >= 0; i--)
if (o.equals(elementData[i]))
return i;
}
return -1;
}
// 反向查找(从数组末端向开始查找)，返回元素(o)的索引值
public int lastIndexOf(Object o) {
if (o == null) {
for (int i = size-1; i >= 0; i--)
if (elementData[i]==null)
return i;
} else {
for (int i = size-1; i >= 0; i--)
if (o.equals(elementData[i]))
return i;
}
return -1;
}
// 返回ArrayList的Object数组
public Object[] toArray() {
return Arrays.copyOf(elementData, size);
}
// 返回ArrayList元素构成的数组
publicT[] toArray(T[] a) {
// 若数组a的巨细 < ArrayList的元素个数；
// 则新建一个T[]数组，数组巨细是“ArrayList的元素个数”，并将“ArrayList”全部拷贝到新数组中
if (a.length < size)
return (T[]) Arrays.copyOf(elementData, size, a.getClass());
// 若数组a的巨细 >= ArrayList的元素个数；
// 则将ArrayList的全部元素都拷贝到数组a中。
System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, size);
if (a.length > size)
a[size] = null;
return a;
}
// 获取index位置的元素值
public E get(int index) {
RangeCheck(index);
return (E) elementData[index];
}
// 配置index位置的值为element
public E set(int index, E element) {
RangeCheck(index);
E oldValue = (E) elementData[index];
elementData[index] = element;
return oldValue;
}
// 将e添加到ArrayList中
public boolean add(E e) {
ensureCapacity(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}
// 将e添加到ArrayList的指定位置
public void add(int index, E element) {
if (index > size || index < 0)
throw new IndexOutOfBoundsException(
"Index: "+index+", Size: "+size);
ensureCapacity(size+1); // Increments modCount!!
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
size - index);
elementData[index] = element;
size++;
}
// 删除ArrayList指定位置的元素
//本栏目
#p#副标题#e#关于ArrayList的源码，给出几点较量重要的总结：#p#分页标题#e#1、留意其三个差异的结构要领。无参结构要领结构的ArrayList的容量默认为10，带有Collection参数的结构要领，将Collection转化为数组赋给ArrayList的实现数组elementData。2、留意扩充容量的要领ensureCapacity。ArrayList在每次增加元素（大概是1个，也大概是一组）时，都要挪用该要领来确保足够的容量。当容量不敷以容纳当前的元素个数时，就配置新的容量为旧的容量的1.5倍加1，假如配置后的新容量还不足，则直接新容量配置为传入的参数（也就是所需的容量），尔后用Arrays.copyof()要领将元素拷贝到新的数组（详见下面的第3点）。从中可以看出，当容量不足时，每次增加元素，都要将本来的元素拷贝到一个新的数组中，很是之耗时，也因此发起在事先能确定元素数量的环境下，才利用ArrayList，不然发起利用LinkedList。3、ArrayList的实现中大量地挪用了Arrays.copyof()和System.arraycopy()要领。我们有须要对这两个要领的实现做下深入的相识。首先来看Arrays.copyof()要领。它有许多个重载的要领，但实现思路都是一样的，我们来看泛型版本的源码：public staticT[] copyOf(T[] original, int newLength) {
return (T[]) copyOf(original, newLength, original.getClass());
}很明明挪用了另一个copyof要领，该要领有三个参数，最后一个参数指明要转换的数据的范例，其源码如下：public staticT[] copyOf(U[] original, int newLength, Class newType) {
T[] copy = ((Object)newType == (Object)Object[].class)
? (T[]) new Object[newLength]
: (T[]) Array.newInstance(newType.getComponentType(), newLength);
System.arraycopy(original, 0, copy, 0,
Math.min(original.length, newLength));
return copy;
}这里可以很明明地看出，该要领实际上是在其内部又建设了一个长度为newlength的数组，挪用System.arraycopy()要领，将本来数组中的元素复制到了新的数组中。下面来看System.arraycopy()要领。该要领被标志了native，挪用了系统的C/C++代码，在JDK中是看不到的，但在openJDK中可以看到其源码。该函数实际上最终挪用了C语言的memmove()函数，因此它可以担保同一个数组内元素的正确复制和移动，比一般的复制要领的实现效率要高许多，很适适用来批量处理惩罚数组。Java强烈推荐在复制大量数组元素时用该要领，以取得更高的效率。4、留意ArrayList的两个转化为静态数组的toArray要领。本栏目
#p#分页标题#e#第一个，Object[] toArray()要领。该要领有大概会抛出java.lang.ClassCastException异常，假如直接用向下转型的要领，将整个ArrayList荟萃转变为指定范例的Array数组，便会抛出该异常，而假如转化为Array数组时不向下转型，而是将每个元素向下转型，则不会抛出该异常，显然对数组中的元素一个个举办向下转型，效率不高，且不太利便。第二个，T[] toArray(T[] a)要领。该要领可以直接将ArrayList转换获得的Array举办整体向下转型（转型其实是在该要领的源码中实现的），且从该要领的源码中可以看出，参数a的巨细不敷时，内部会挪用Arrays.copyOf要领，该要领内部建设一个新的数组返回，因此对该要领的常用形式如下：public static Integer[] vectorToArray2(ArrayListv) {
Integer[] newText = (Integer[])v.toArray(new Integer[0]);
return newText;
}5、ArrayList基于数组实现，可以通过下标索引直接查找到指定位置的元素，因此查找效率高，但每次插入或删除元素，就要大量地移动元素，插入删除元素的效率低。6、在查找给定元素索引值等的要领中，源码都将该元素的值分为null和不为null两种环境处理惩罚，ArrayList中答允元素为null。
