JDK ArrayList源码解析

今天看了一下ArrayList的源码,把自己的心得写一下

首先是ArrayList的继承体系,代码如下:

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
        implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable

  可以看到ArrayList是List接口的一个实现类,List接口规定可以存放有序重复的元素,因此ArrayList遵循了这一原则.接着看一下ArrayList的构造方法:

 public ArrayList(int initialCapacity) {
	super();
        if (initialCapacity < 0) //如果参数小于0，则抛出参数不合法异常
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                               initialCapacity);
	this.elementData = new Object[initialCapacity];//初始化ArrayList底层维护的数组
    }


    public ArrayList() {
	this(10);//调用本类的有参构造方法
    }

 先看第二个构造方法,虽然构造方法里面没有参数,但是在实现中会默认调用本类的带参构造方法，初始化为10个长度;对于第一个构造方法,传入了一个参数用来初始化ArrayList容量

 

下面分析部分常用方法:

 public boolean add(E e) {
	ensureCapacity(size + 1);  //确保底层数组容量可以装入e
	elementData[size++] = e; //在第size个索引位置放入e,然后size+1
	return true;//添加成功,返回true
    }

 

 在该方法中，重点是ensureCapacity(size + 1)这个方法,下面看其源码:

 public void ensureCapacity(int minCapacity) {
	modCount++;
	int oldCapacity = elementData.length;//得到目前数组的容量大小
	if (minCapacity > oldCapacity) {          //如果目前数组容量小于传入的参数minCapacity
	    Object oldData[] = elementData;   
	    int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1;//则新生成一个容量
    	    if (newCapacity < minCapacity) //如果新生成的容量依旧小于传入的参数
		newCapacity = minCapacity;//则将参数赋予这个新容量
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);//将数组扩大newCapacity 个长度
	}
    }

 因为数组长度一旦定义则不能够变化,所以JDK中使用ensureCapacity方法来确保数组长度能动态变化,这也是ArrayList与数组的不同之处

 

 

 public E get(int index) {
	RangeCheck(index); //检查一下index是否越界

	return (E) elementData[index]; //返回第index的元素
    }

 

 get方法用于取出第index的元素,该方法里使用了RangeCheck方法来检查索引是否越界

 

 

 public boolean contains(Object o) {
	return indexOf(o) >= 0;
    }

 contains方法用来判断ArrayList中对象o是否在,调用了indexOf来实现

 

public int indexOf(Object o) {
	if (o == null) {//如果o为null
	    for (int i = 0; i < size; i++)//循环遍历ArrayList底层的数组
		if (elementData[i]==null)//如果某个元素为空,则返回该元素的索引
		    return i;
	} else {         //如果o不为null
	    for (int i = 0; i < size; i++)//循环遍历ArrayList底层的数组
		if (o.equals(elementData[i]))//若发现其中某个元素等于o,则返回该元素的索引
		    return i;
	}
	return -1;//没有找到返回-1
    }

 

 indexOf方法还是比较简单,注意的是将对象o分为null和非null进行判断

 

 

 public E remove(int index) {
	RangeCheck(index);//检查索引边界

	modCount++;
	E oldValue = (E) elementData[index];//得到index上的元素

	int numMoved = size - index - 1;//得到需要移动的元素数量,注意这里要减1,因为不包括将要删除的元素
	if (numMoved > 0)//需要移动的元素数量大于0,则开始移动ArrayList底层数组
	    System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
			     numMoved);
	elementData[--size] = null; // 将最后宇哥元素值为null,便于垃圾回收器回收

	return oldValue;//返回删除的元素值
    }

 从上面源码可以看到，每删除一个元素且不是最后一个元素则需要移动底层数组,这样会导致效率低下,故ArrayList

不适合删除操作过多的场景

 

ArrayList还重载了remove方法:

 

public boolean remove(Object o) {
	if (o == 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])) {
		    fastRemove(index);
		    return true;
		}
        }
	return false;
    }

 其基本思想与remove(int)区别不大

 

 

 

 public void add(int index, E element) {
	if (index > size || index < 0)
	    throw new IndexOutOfBoundsException(
		"Index: "+index+", Size: "+size);

	ensureCapacity(size+1);  
	System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
			 size - index);  //移动数组,留出空间给新插入的元素
	elementData[index] = element;
	size++;
    }

 上面的add方法用于在指定索引出插入元素,同样需要移动数组,效率低下

 

今天就先讨论到这里,对于ArrayList的其他方法,就不讨论了,用到时可以自己打开JDK源码查看