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Java源码学习之ArrayList
package java.util;
import java.util.function.Consumer;
import java.util.function.Predicate;
import java.util.function.UnaryOperator;
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
{
private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;
/**
* 默认容量
*/
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
/**
* 空数组, new ArrayList(0)的时候默认数组构建一个空数组
*/
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
/**
* 空数组, 调用无参构造函数的时候默认给一个空数组
*/
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
/**
* 保存数据的数组
*/
transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access
/**
* ArrayList的实际元素数量
*
* @serial
*/
private int size;
/**
* 给定一个初始容量来构造一个空数组
*/
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);
}
}
/**
* 无参数构造方法默认为空数组
*/
public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
/**
* 构造方法传入一个Collection， 则将Collection里面的值copy到arrayList
*/
public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
elementData = c.toArray();
if ((size = elementData.length) != 0) {
// c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
if (elementData.getClass() != Object[].class)
elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
} else {
// replace with empty array.
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
}
}
/**
* 调整当前实例的容量为实际数组的大小，用于最小化实例的内存空间。
* 可以解决平时新增、删除元素后elementData过大的问题。
*/
public void trimToSize() {
modCount++;
if (size < elementData.length) {
elementData = (size == 0)
? EMPTY_ELEMENTDATA
: Arrays.copyOf(elementData, size);
}
}
/**
* 确定动态扩容所需容量
*/
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;
// 超出了数组可容纳的长度，需要进行动态扩展
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
/**
* 1. 一些JVM可能存储Headerwords
* 2. 避免一些机器内存溢出，减少出错几率
*/
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
/**
* 动态扩容的核心方法。
*
* @param minCapacity the desired minimum capacity
*/
private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;
// 先对容量扩大1.5倍, 这里 oldCapacity >> 1 是二进制操作右移，相当于除以2, 我称之为期望容量
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
// minCapacity 我称之为最小容量
// 比较期望容量与最小容量
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
// 判断期望容量是否超过 Integer.MAX_VALUE - 8. 一般很少用到，那么多数据也不会用ArrayList来做容器了吧
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);
}
// 这辈子都不太有机会用到吧
private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
if (minCapacity < 0) // overflow
throw new OutOfMemoryError();
return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
Integer.MAX_VALUE :
MAX_ARRAY_SIZE;
}
public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}
/**
* 1. 将指定元素的索引及后续元素的索引向右移动(索引+1)
* 2. 在指定的索引插入元素
*/
public void add(int index, E element) {
rangeCheckForAdd(index);
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
size - index);
elementData[index] = element;
size++;
}
/**
* 1. 将指定索引及后续元素的索引向左移动
* 2. 数组元素实际数量 - 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 work
return oldValue;
}
// 循环比较元素，获取要移除元素的索引，然后将该索引及后续元素的索引向左移动
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;
}
private void fastRemove(int index) {
modCount++;
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
}
/**
* 循环设置所有元素值为null, 加快垃圾回收
*/
public void clear() {
modCount++;
// clear to let GC do its work
for (int i = 0; i < size; i++)
elementData[i] = null;
size = 0;
}
// 只要将前面的源码读懂，后面的都是类似的
}
从上面的源码分析中就可以看出 ArrayList 的本质就是数组。ArrayList 的一些特性都来源于数组：有序、元素可重复、插入慢、 索引快。
而所谓的动态扩容不就是复制原数组到扩容后的数组。