java源码-List源码解析

Java中的List是一个接口，它定义了一组操作列表的方法。List接口的常见子类包括ArrayList、LinkedList和Vector等。

以下是Java中List接口及其常见方法的源码解析：

1. List接口定义

```
public interface List extends Collection {
    // 返回列表中元素的数量
    int size();
    
    // 返回列表是否为空
    boolean isEmpty();

    // 判断列表中是否包含指定元素
    boolean contains(Object o);

    // 返回列表中所有元素的迭代器
    Iterator iterator();

    // 返回列表中所有元素的数组
    Object[] toArray();

    // 将列表中所有元素拷贝到指定数组中
    T[] toArray(T[] a);

    // 添加指定元素到列表末尾
    boolean add(E e);

    // 删除列表中指定元素
    boolean remove(Object o);

    // 判断列表中是否包含指定集合中的所有元素
    boolean containsAll(Collection c);

    // 向列表中添加指定集合中的所有元素
    boolean addAll(Collection c);

    // 删除列表中与指定集合中元素相同的元素
    boolean removeAll(Collection c);

    // 仅保留列表中与指定集合中元素相同的元素
    boolean retainAll(Collection c);

    // 清空列表中所有元素
    void clear();

    // 获取列表中指定位置的元素
    E get(int index);

    // 用指定元素替换列表中指定位置的元素
    E set(int index, E element);

    // 在列表中指定位置插入指定元素
    void add(int index, E element);

    // 删除列表中指定位置的元素
    E remove(int index);

    // 获取列表中指定元素第一次出现的位置
    int indexOf(Object o);

    // 获取列表中指定元素最后一次出现的位置
    int lastIndexOf(Object o);

    // 返回一个列表的子列表
    List subList(int fromIndex, int toIndex);

    // 返回一个列表的并行流
    Stream parallelStream();
}
```

2. ArrayList类

ArrayList是一个基于数组实现的List类，它提供了调整大小、遍历和随机访问等常见操作。以下是ArrayList的常见方法：

```
public class ArrayList extends AbstractList implements List, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable {
    // 构造函数
    public ArrayList(int initialCapacity);

    public ArrayList();

    public ArrayList(Collection c);

    // 返回列表中元素的数量
    public int size();

    // 判断列表是否为空
    public boolean isEmpty();

    // 判断列表中是否包含指定元素
    public boolean contains(Object o);

    // 返回列表中所有元素的迭代器
    public Iterator iterator();

    // 返回列表中所有元素的数组
    public Object[] toArray();

    // 将列表中所有元素拷贝到指定数组中
    public T[] toArray(T[] a);

    // 添加指定元素到列表末尾
    public boolean add(E e);

    // 删除列表中指定元素
    public boolean remove(Object o);

    // 判断列表中是否包含指定集合中的所有元素
    public boolean containsAll(Collection c);

    // 向列表中添加指定集合中的所有元素
    public boolean addAll(Collection c);

    // 在列表末尾添加指定集合中的所有元素
    public boolean addAll(int index, Collection c);

    // 删除列表中指定集合中元素相同的元素
    public boolean removeAll(Collection c);

    // 仅保留列表中与指定集合中元素相同的元素
    public boolean retainAll(Collection c);

    // 清空列表中所有元素
    public void clear();

    // 获取列表中指定位置的元素
    public E get(int index);

    // 用指定元素替换列表中指定位置的元素
    public E set(int index, E element);

    // 在列表中指定位置插入指定元素
    public void add(int index, E element);

    // 删除列表中指定位置的元素
    public E remove(int index);

    // 获取列表中指定元素第一次出现的位置
    public int indexOf(Object o);

    // 获取列表中指定元素最后一次出现的位置
    public int lastIndexOf(Object o);

    // 返回一个列表的子列表
    public List subList(int fromIndex, int toIndex);

    // 返回一个列表的并行流
    public Stream parallelStream();

    // 对列表进行排序
    public void sort(Comparator c);
}
```

3. LinkedList类

LinkedList是一个基于双向链表实现的List类，它提供了添加、删除、检索以及与栈和队列相关的方法。以下是LinkedList的常见方法：

```
public class LinkedList extends AbstractSequentialList implements List, Deque, Cloneable, java.io.Serializable {
    // 构造函数
    public LinkedList();

    public LinkedList(Collection c);

    // 返回列表中元素的数量
    public int size();

    // 判断列表是否为空
    public boolean isEmpty();

    // 判断列表中是否包含指定元素
    public boolean contains(Object o);

    // 返回列表中所有元素的迭代器
    public Iterator iterator();

    // 返回列表中所有元素的反向迭代器
    public Iterator descendingIterator();

    // 在列表末尾添加指定元素
    public boolean add(E e);

    // 在列表头部添加指定元素
    public void addFirst(E e);

    // 在列表末尾添加指定元素
    public void addLast(E e);

    // 删除列表中指定元素
    public boolean remove(Object o);

    // 删除并返回列表头部的元素
    public E remove();

    // 删除并返回列表头部的元素
    public E removeFirst();

    // 删除并返回列表末尾的元素
    public E removeLast();

    // 获取列表头部元素
    public E getFirst();

    // 获取列表末尾元素
    public E getLast();

    // 替换列表中指定位置的元素
    public E set(int index, E element);

    // 在列表中指定位置插入指定元素
    public void add(int index, E element);

    // 获取列表中指定位置的元素
    public E get(int index);

    // 删除列表中指定位置的元素
    public E remove(int index);

    // 获取列表中指定元素第一次出现的位置
    public int indexOf(Object o);

    // 获取列表中指定元素最后一次出现的位置
    public int lastIndexOf(Object o);

    // 返回一个列表的子列表
    public List subList(int fromIndex, int toIndex);
}
```

4. Vector类

Vector是一个基于数组实现的List类，与ArrayList非常类似。不同之处在于Vector是线程安全的，支持同步操作。以下是Vector的常见方法：

```
public class Vector extends AbstractList implements List, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable {
    // 构造函数
    public Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement);

    public Vector(int initialCapacity);

    public Vector();

    public Vector(Collection c);

    // 返回列表中元素的数量
    public int size();

    // 判断列表是否为空
    public boolean isEmpty();

    // 判断列表中是否包含指定元素
    public boolean contains(Object o);

    // 返回列表中所有元素的迭代器
    public Iterator iterator();

    // 返回列表中所有元素的数组
    public Object[] toArray();

    // 将列表中所有元素拷贝到指定数组中
    public T[] toArray(T[] a);

    // 添加指定元素到列表末尾
    public synchronized boolean add(E e);

    // 删除列表中指定元素
    public synchronized boolean remove(Object o);

    // 判断列表中是否包含指定集合中的所有元素
    public synchronized boolean containsAll(Collection c);

    // 向列表中添加指定集合中的所有元素
    public synchronized boolean addAll(Collection c);

    // 在列表末尾添加指定集合中的所有元素
    public boolean

上面的代码中，我们可以看到ArrayList类继承了AbstractList类，并实现了List、RandomAccess、Cloneable、Serializable接口。ArrayList内部使用一个Object数组elementData来存储元素，同时使用一个int类型的变量size来记录ArrayList的大小。

在ArrayList的构造函数中，我们可以看到有两种不同的构造方法。第一种是无参构造方法，它将elementData初始化为DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA。第二种是有参构造方法，可以传入一个整型参数来指定ArrayList的容量，如果该参数小于等于0，则将elementData初始化为EMPTY_ELEMENTDATA；如果该参数大于0，则会初始化一个大小为initialCapacity的Object数组。

在ArrayList中添加元素的方法有两种：add和add(int index, E element)。add(E e)方法是最常用的添加元素的方法，它将元素添加到ArrayList的末尾。而add(int index, E element)方法则可以将元素添加到ArrayList的特定位置。

在ArrayList中获取元素的方法是get(int index)。在ArrayList中删除元素的方法是remove(int index)。而在ArrayList中修改元素的方法是set(int index, E element)。

在ArrayList中自动扩容的方法是ensureCapacityInternal(int minCapacity)和grow(int minCapacity)。其中，ensureCapacityInternal(int minCapacity)方法是一个私有方法，它用来判断是否需要扩容，如果需要则调用grow(int minCapacity)方法进行扩容。grow(int minCapacity)方法会创建一个新的Object数组，并将原来的Object数组中的元素复制到新数组中，然后将新数组赋值给elementData变量。

以上是一个简单的ArrayList类的源码解析，可以帮助我们更好地理解List接口的实现和内部实现原理。