ArrayList和Vector源码角度分析增删查
ArrayList和Vector源码角度分析增删查
- 1.初始化的角度有啥区别
- 2.新增操作 （add）
- 3.获取操作 （get），删除操作（clear、remove）
- 4.总结
1.初始化的角度有啥区别
01： arrayList：从下面两张图可以看出来，arraylist的初始化调用了DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA方法，而DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA默认是一个空的数组。也就是说arrayList初始化默认为空。但是，详情请见下文。
01： vector：从下图可以看出，vector默认是初始容量为10.
2.新增操作 （add）
01：arrayList.add()方法： 在调用arrayList.add()方法的时候，我们首先调用了ensureCapacityInternal方法，来保证内部容量够。调用ensureCapacityInternal方法之后，会先进行计算，调用calculateCapacity方法，其中calculateCapacity方法中的elementData就是很神奇了。如下面图一展示，我们看上面注释说明，任何空的arraylist数组elementData=DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA，当第一次添加的时候，添加一个DEFAULT_CAPACITY，DEFAULT_CAPACITY在源码中默认为10。也就是说我们在初始化容量之后，容量的确是为空的，但是，当我们添加第一个元素的时候，会给池子默认是10 的容量。 接下来我们看一下，什么情况下会进行扩容，为了说明的更加清楚，我贴出源码 写注释
//如果我们传入的最小容量minCapacity，如果我们最小的预期容量减去底层数组容量小于0的话，则调用grow()方法进行扩容
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;
// overflow-conscious code
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
//oldCapacity 将老数组的容量赋值给变量保存
//newCapacity oldCapacity >> 1 移位运算符，相当于右移除以2的1次方 再加上oldCapacity ，新的容量就等于旧容量的1.5倍。（PS：如果是左移的话，乘以2的N次方）
//如果新的容量还比minCapacity小的话，就把minCapacity的值赋值给newCapacity，这步也是为了 计算新的容量时候出错。
//下面再判断一下如果newCapacity的大小超过了最大数组容量（MAX_ARRAY_SIZE=Integer.MAX_VALUE - 8），MAX_ARRAY_SIZE代表了要分配数组的最大大小，如果想分配更大的话，超出了虚拟机的限制。会出现OutOfMemoryError。
//接下来调用hugeCapacity进行扩容，调用Arrays.copyOf进行数组复制。
private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
// minCapacity is usually close to size, so this is a win:
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
02：vector.add()方法： 这个和上面的arraylist都差不多呀，不同点为vector在方法上面加了synchronized，同步锁。这可以保证线程安全。 然后我们从源码角度分析 扩容方式。
//oldCapacity 获取到原数组容量大小
//newCapacity capacityIncrement大于0就使用用户自己设置的扩容大小 newCapacity = oldCapacity + capacityIncrement 否者 newCapacity = oldCapacity * 2
//扩容后还是小于最小容量，赋值 newCapacity = minCapacity
//后面基本上跟上面一样
private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;
int newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ?
capacityIncrement : oldCapacity);
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
/**
* The amount by which the capacity of the vector is automatically
* incremented when its size becomes greater than its capacity. If
* the capacity increment is less than or equal to zero, the capacity
* of the vector is doubled each time it needs to grow.
*capacityIncrement大于0就使用用户自己设置的扩容大小,如果他的容量小于或者等于0的时候，向量的容量自动增加2倍
* @serial
*/
protected int capacityIncrement;
3.获取操作 （get），删除操作（clear、remove）
01：arrayList.get() : 这个很简单呀，直接看源码
/**
* Returns the element at the specified position in this list.
*
* @param index index of the element to return
* @return the element at the specified position in this list
* @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
* 先对传入的下标进行判断有没有越界，越界的话直接抛出IndexOutOfBoundsException异常，没有的话，直接在数组中根据下标返回对应的值。
*/
public E get(int index) {
rangeCheck(index);
return elementData(index);
}
/**
* Removes all of the elements from this list. The list will
* be empty after this call returns.
* 这个很简单，通过for循环，清空数组，size=0。
*/
public void clear() {
modCount++;
// clear to let GC do its work
for (int i = 0; i < size; i++)
elementData[i] = null;
size = 0;
}
/**
* Removes the element at the specified position in this list.
* Shifts any subsequent elements to the left (subtracts one from their
* indices).
*
* @param index the index of the element to be removed
* @return the element that was removed from the list
* @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
* 先判断index是否合法，用oldValue 来存储旧值，先获取到旧值，然后返回旧值。
* int numMoved = size - index - 1; 解释，size是总容量大小，index是数组下标，从0开始的，所以要删除某个元素要加1，这样计算出要移动元素的数量，这个元素后面的全部向前移动，采用arraycopy方法数组复制，移动元素就可以了。
*/
public E remove(int index) {
rangeCheck(index);
modCount++;
E oldValue = elementData(index);
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
return oldValue;
}
/**
* Removes the first occurrence of the specified element from this list,
* if it is present. If the list does not contain the element, it is
* unchanged. More formally, removes the element with the lowest index
* i such that
* (o==null ? get(i)==null : o.equals(get(i)))
* (if such an element exists). Returns true if this list
* contained the specified element (or equivalently, if this list
* changed as a result of the call).
*
* @param o element to be removed from this list, if present
* @return true if this list contained the specified element
下面也是如果参数为空直接删除所有，参数不为空，删除指定位置上的值。 注意看 下面用到了一个fastRemove方法，字面意思快速删除，点进去看，其实就是绕过了边界检查rangeCheck。
*/
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;
}
02：vector.get() :
大同小异呀，跟arrayList的区别是 加了synchronized同步锁。
public synchronized E get(int index) {
if (index >= elementCount)
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);
return elementData(index);
}
remove方法我这里就不多说了，基本都差不多，先进行校验，然后根据下标删除，删除以后，获取到要移动元素的位置和数量，移动元素，返回获取到的值。
4.总结
上面其实还有很多方法，我这里没有进行说明，大家感兴趣的可以自己了解下，不同的场景适合不同的方法，也许有些不常用的，大家要会区别对待。下面，我们做下总结：
| arrayList | vector |
|---|---|
| 初始化容量是一个空数组 | 初始化是一个默认容量为10的数组 |
| 第一次add操作的时候，扩展容量为10。之后扩展容量为：原来的数组大小+原来数组大小的一半，也就是1.5倍 | 当增量为0，扩展为原来大小的两倍。不为0的时候，扩展原来大小，加上增量 |
| 多线程执行不安全 | 多线程执行是安全的，但是效率比较低 |
| 如果可以判断容量较小的话，用arraylist，因为空间不浪费 | 容量较大的话，用vector，每次扩容两倍 |
其实：由上面我们可以看出，我们在初始化的时候，最好指定初始化容量，避免了每次进行数组复制，增加服务器开销和程序运行时间。