从这段注释中,我们可以得知 ArrayList 是一个动态数组,实现了 List 接口以及 list相关的所有方法,它允许所有元素的插入,包括 null。另外,ArrayList 和 Vector 除了线程不同步之外,大致相等。
private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;
//默认初始容量
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
// 空数组常量
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
//默认的空数组常量
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
//存放元素的数组,ArrayList底层实现的就是一个Object数组
transient Object[] elementData;
//数组中包含的元素个数
private int size;
//数组的最大上限
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
构造方法
public ArrayList(int initialCapacity) {
if (initialCapacity > 0) {
this.elementData = new Object[initialCapacity];
} else if (initialCapacity == 0) {
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
} else {
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
initialCapacity);
}
}
默认情况下,elementData是一个大小为0的空数组,当我们指定了初始大小后,elementData的初始大小就变成了我们所指定的大小。
get方法
public E get(int index) {
rangeCheck(index);
return elementData(index);
}
private void rangeCheck(int index) {
if (index >= size)
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
ArrayList采用数组结构存储,首先判断是否越界,然后就可以通过数组下标来获取元素了。时间复杂度为O(1)
add方法
public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCou
nt!!
elementData[size++] = e;
return true; }
public void add(int index, E element) {
rangeCheckForAdd(index);
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCou
nt!!
//调用一个 native 的复制方法,把 index 位置开始的元素都往后挪一位
System.arraycopy(elementData, index, elementData, inde
x + 1, size - index);
elementData[index] = element;
size++;
}
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacit
y);
}
ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
ArrayList 的 add 方法也很好理解,在插入元素之前,它会先检查是否需要扩容,然后再把元素添加到数组中最后一个元素的后面。在 ensureCapacityInternal 方法中,我们可以看见,如果当 elementData 为空数组时,它会使用默认的大小去扩容。所以
说,通过无参构造方法来创建 ArrayList 时,它的大小其实是为 0 的,只有在使用到的时候,才会通过 grow 方法去创建一个大小为 10 的数组。
第一个 add 方法的复杂度为 O(1),虽然有时候会涉及到扩容的操作,但是扩容的次数是非常少的,所以这一部分的时间可以忽略不计。
如果使用的是带指定下标的 add方法,则复杂度为 O(n),因为涉及到对数组中元素的移动,这一操作是非常耗时的。
public E set(int index, E element) {
rangeCheck(index);
E oldValue = elementData(index);
elementData[index] = element;
return oldValue;
}
set 方法的作用是把下标为 index 的元素替换成 element,跟 get 非常类似,时间复杂度度为 O(1)。
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 wo
rk
return oldValue;
}
remove 方法与 add 带指定下标的方法非常类似,也是调用系统的 arraycopy 方法来移动元素,时间复杂度为 O(n)。
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 wi
n:
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
grow 方法是在数组进行扩容的时候用到的,从中我们可以看见,ArrayList 每次扩容都是扩 1.5 倍,然后调用 Arrays 类的 copyOf 方法,把元素重新拷贝到一个新的数组中去。
public int size() {
return size;
}
size 方法非常简单,它是直接返回 size 的值,也就是返回数组中元素的个数,时间复杂度为 O(1)。返回的并不是数组的实际大小。
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; }
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;
}
indexOf 方法的作用是返回第一个等于给定元素的值的下标。它是通过遍历比较数组中每个元素的值来查找的,所以它的时间复杂度是 O(n)。lastIndexOf 的原理跟 indexOf 一样,而它仅仅是从后往前找起罢了。
1、ArrayList创建时的大小为0,当加入第一个匀速时,进行第一次扩容时,默认容量大小为10。
2、ArrayList每次扩容都以当前数组大小的1.5倍去扩容