Java集合之ArrayList

一、基础

  ArrayList不是线程安全的,多线程建议使用Vector或者CopyOnWriteArrayList;

  底层实现是Object数组。默认容量DEFAULT_CAPACITY为10,最大数组大小MAX_ARRAY_SIZE为Integer.MAX_VALUE-8;

  实现了RandomAccess接口,表明可以快速随机访问;

  实现了Cloneable接口,表明能被克隆;

  实现了Serializabble接口,表明能序列化之后传输;

二、源码方法

  构造函数:

  无参构造函数ArrayList(),构造一个用于空实例的共享空数组实例

  一个int类型参数的构造函数 ArrayList(int initialCapacity)构造一个具有指定初始容量的空列表

  一个指定collection的构造函数ArrayList(Collection<? extends E> c)构造一个包含指定collection的元素的列表,这些元素是按照该collection的迭代器返回它们的顺序排列的

  方法:

  size():返回数组大小

  isEmpty():返回数组是否为空

  contains(Object o):返回是否包含某对象

  clear():从此列表中删除所有元素,并且将siz置为0

  ensureCapacity(int minCapacity):将数组容量扩容至指定大小

  addAll(Collection c):将指定集合的所有元素追加到list末尾

  removeAll(Collection c):从此列表中删除包含在其中的所有元素指定的集合

  indexOf(Object o):如果包含则返回指定元素首次出现的索引,不包含则返回-1

  lastIndexOf(Object o):如果包含则返回指定元素最后出现的索引,不包含则返回-1

  removeRange(int fromIndex, int toIndex):从该列表中删除索引在之间的所有元素

  trimToSize():将elementData的数组设置为ArrayList实际的容量,删除动态增长的多余容量

  remove(Object o):从此列表中删除第一次出现的指定元素,删除成功返回true,否正返回false

  addAll(int index, Collection c):从指定位置开始,将指定集合中的所有元素插入到此列表

  retainAll(Collection c):仅保留此列表中包含在指定的集合的元素, 换句话说,从此列表中删除所有未包含在指定集合中的元素

  get(int index)、set(int index, E element)、add(E e)、add(int index, E element)、remove(int index)、

三、扩容

  ArrayList初始大小为0,在添加第一个元素的时候,调用add方法,进入add方法时,需要先确定容量足以放下这个元素

Java集合之ArrayList_第1张图片

  进入ensureCapacityInternal()方法,传入值为(当前size+1),然后判断当前数组是否为默认的空数组,满足条件,则最小扩容需要值为(当前size+1)和默认容量中较大的一个值。不是默认的空数组,则最小扩容需要值为(当前size+1)大小

Java集合之ArrayList_第2张图片

  然后进入ensureExplicitCapacity()方法,传入最小扩容需要值,然后判断最小扩容需要值和当前对象数组的长度,如果最小扩容需要值大于当前的数组长度,则调用grow()方法进行扩容

Java集合之ArrayList_第3张图片

  扩容时,暂定扩容值大小为原大小+原大小右移一位(偶数的1.5倍,奇数-1的1.5倍),记为newCapacity,然后判断暂定扩容值和最小容量需要值,扩容值两者中较大值。然后再比较扩容值和数组容量最大值,如果超过了数组容量最大值,再进入hugeCapacity()进入特殊处理。

Java集合之ArrayList_第4张图片

  hugeCapacity()方法中,先判断最小扩容需要值是否为负数,是的话,则抛出内存溢出错误。否则判断最小扩容需要值和Integer的最大值-8比较,再确定最终的扩容值,减去的8位存放的是数组的长度

Java集合之ArrayList_第5张图片

  确定了扩容值之后,就进行扩容操作,根据扩容值新建数组,然后拷贝数组,数组拷贝时调用的是本地方法 System.arraycopy() ,在C语言方法中调用frenn()释放了原数组。

总结:

  自动扩容不易,在新建ArrayList时,可以指定大小,或者在新增大量元素之前,可以调用ensureCapacity(int minCapacity)方法先手动扩容

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