代码已托管至：https://github.com/GalaxyHe/DataStructure.git 希望大家可以随手star一下~
ArrayList是大家在实际中经常使用到的集合类之一。想要更加熟练地去运用它，必须先了解其底层实现原理。其实还是挺容易理解的：它是一个针对于List接口的数组实现,是一个动态数组，也是我们最常用的集合。它允许任何符合规则的元素插入甚至包括null。每一个ArrayList都有一个初始容量（10），该容量代表了数组的大小。随着容器中的元素不断增加，容器的大小也会随着增加。在每次向容器中增加元素的同时都会进行容量检查，当快溢出时，就会进行扩容操作 。
在实现MyArrayList方面,我们需要明白以下细节：
1.MyArrayList 将提供get和set的实现；
2.提供基本的例程。如增、删、查、改。同时，还将提供getSize()、isEmpty()、clear()方法；
3.提供一个实现Iterator接口的类。这个类将存储迭代序列中的下一项的索引，并覆写next()、hasNext()、remove（）方法。
下面，附上我自己实现的MyArrayList,供大家参考~
package DataStructure;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;
public class MyArrayList implements Iterable {
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;//指定默认大小为10
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};//用于空实例的共享空数组实例。
public transient T[] elementData;//底层的泛型数组用来保存元素
public int size;//记录元素的个数
//----------------------------------三个构造方法----------------------------------------------------
//构造具有指定初始容量的空列表
public MyArrayList(int initialCapacity) {
if (initialCapacity > 0) {
this.elementData = (T[]) new Object[initialCapacity];
this.size = 0;
} else if (initialCapacity == 0) {
this.elementData = (T[]) EMPTY_ELEMENTDATA;
} else {
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: " +
initialCapacity);
}
}
//构造初始容量为10的空列表。
public MyArrayList() {
this.elementData = (T[]) new Object[10];
}
//构造一个列表，该列表包含指定集合的元素，其顺序由集合的迭代器返回。
public MyArrayList(Collection c) {
elementData = (T[]) c.toArray();//将集合转换为数组，数组容量为集合元素个数
if ((size = elementData.length) != 0) { //此时数组元素个数等于数组容量
elementData = (T[]) Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
}
}
//---------------------------------------------------------------------------------------
//调整底层数组容量以契合当前元素数量,避免空元素部分太多而浪费内存。size是数组中实际存在的元素个数
public void trimToSize() {
int cur = elementData.length;
if (size < cur) {
elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);
}
}
//实现容量扩充
public void ensureCapacity(int newCapacity) {
int cur = elementData.length;
if (newCapacity > cur) {
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
}
public void RangeCheck(int index) {
if (index < 0 || index > size) {
throw new IndexOutOfBoundsException();
}
}
public int size() {
return size;
}
public boolean isEmpty() {
return size == 0;
}
/*
*返回此列表中指定元素的第一个匹配项的索引，如果此列表不包含该元素，则返回-1
*/
public int indexof(Object obj) {
if (obj == null) {
for (int i = 0; i < size; i++) {
if (elementData[i] == null) {
return i;
}
}
} else {
for (int i = 0; i < size; i++) {
if (obj.equals(elementData[i])) {
return i;
}
}
}
return -1;
}
/*
*判断此列表中是否包含想要查找的元素 。有，返回true 没有，则返回false
*/
public boolean Contains(Object obj) {
return indexof(obj) >= 0;
}
//获取指定位置处元素的值
public T get(int index) {
RangeCheck(index);
return elementData[index];
}
//修改指定位置的元素
public void set(int index, T newElement) {
RangeCheck(index);
elementData[index] = newElement;
}
//转化为普通数组
public T[] toArray() {
T[] a = (T[]) new Object[size];
System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, size);
return a;
}
//清空链表
public void clear() {
for (int i = 0; i < size; i++) {
elementData[i] = null;
}
size = 0;
}
//在指定位置处添加一个元素
public void add(int index, T element) {
RangeCheck(index);
//再检查当前数组元素个数是否已经达到最大值，即达到数组容量，是，则扩充数组
if (size == elementData.length) {
ensureCapacity(elementData.length * 2 + 1);
}
//将插入位置的原数据以及其后的数据往右移动一位，腾出空间
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, size - index);
elementData[index] = element;
size++;
}
//在列表末尾追加一个元素
public boolean add(T element) {
if (size == elementData.length) {
ensureCapacity(elementData.length * 2 + 1);
}
elementData[size++] = element;
return true;
}
//将一个集合插入到列表某位置
public void addAll(int index, Collection c) {
RangeCheck(index);//先检查是否越界
//获取插入元素以及个数
T[] a = (T[]) c.toArray();
int numNewlength = a.length;
//扩充数组的容量
ensureCapacity(size + numNewlength);
//计算插入位置以及其后元素的个数，即：需要右移的元素个数
int numMoved = size - index;
//将原数组index~size范围的元素移动，腾出位置
if (numMoved > 0) {
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + numNewlength,
numMoved);
}
//将插入数组元素复制到elementData数组中腾出的位置
System.arraycopy(a, 0, elementData, index, numNewlength);
size += numNewlength;//元素个数也随之增加
}
//删除指定位置处元素
public T Remove(int index) {
RangeCheck(index);
T oldelement = elementData[index];
int numMoved = size - index - 1;
if (numMoved > 0) {
//原位置后面的元素左移
System.arraycopy(elementData, index + 1, elementData, index, numMoved);
}
elementData[--size] = null;//修改原数组最后一个元素位置为空,且元素个数相应的减少
return oldelement;
}
private void fastRemove(int index) {
int numMoved = size - index - 1;
if (numMoved > 0)
System.arraycopy(elementData, index + 1, elementData, index, numMoved);
elementData[--size] = null;
}
//此列表中移除指定元素的第一个匹配项。
public boolean Remove(Object obj) {
if (obj == 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 (obj.equals(elementData[index])) {
fastRemove(index);
return true;
}
}
}
return false;
}
//移除某个范围内的元素(不包括end）
public void removeRange(int start, int end) {
int NumMoved = size - end;
//左移end之后的元素
System.arraycopy(elementData, end, elementData, start, NumMoved);
int newSize = size - (end - start);
//修改左移留下的位置为空
for (int i = newSize; i < size; i++) {
elementData[i] = null;
}
size = newSize;
}
//-----------------------------------------------------------------------------
/*
* 实现迭代器
*/
//覆写Iterator的构造方法
@Override
public Iterator iterator() {
return new ArrayListIterator();
}
/*
*覆写Iterator的next()、hasNext()以及remove方法
*/
private class ArrayListIterator implements Iterator {
private int cur = 0;
@Override
public boolean hasNext() {
return cur < size();
}
@Override
public T next() {
return elementData[cur++];
}
@Override
public void remove() {
MyArrayList.this.Remove(--cur);
}
}
//-----------------------------------------------------------------------------
public static void main(String[] args) {
MyArrayList lst = new MyArrayList<>();
lst.add(1);
lst.add(3);
lst.add(5);
lst.add(7);
lst.add(9);
Iterator iterator = lst.iterator();
while(iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());
}
lst.add(2, 8);
while (iterator.hasNext()) {
System.out.println(iterator.next());
}
System.out.println(lst.get(2));
lst.Remove(5);
lst.removeRange(1,3);
System.out.println(lst.size);
}
}
Tips:
了解在进行增、删操作时使用到的arraycopy(）方法:
先看在JDK源码里的描述：
方法解读： 第一个参数指明数据的来源数组，第二个参数说明数据源的起始位置
