定义
一种可以动态增长和缩减的索引序列
ArrayList 数据结构
private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;
//默认除湿容量
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
//空数组
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
//空数组
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
//存储数据的数组
transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access
//数组大小
private int size;
ArrayList 中初始化了两个空数组和一个存储数据的数组 elementData以及定义了大小size。
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);
}
}
public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
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;
}
}
三个构造方法，空参，知道数组大小和初始化时传递数组。
下面从ArrayList增删改查操作查看ArrayList具体实现
增
ArrayList arrayList = new ArrayList();
arrayList.add(1);
1、add(E e)方法源码如下：
public boolean add(E e) {
//初始化elementData 内存
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
//添加到数组中,size加1
elementData[size++] = e;
return true;
}
可以看到add()方法把添加的对象放到elementData数组中。
那么ensureCapacityInternal()方法又是干嘛的？
//计算数组内部容量，当超过数组允许的容量时，新建一个数组接收
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
}
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;
//当最小容量大于数组的长度时，扩充数组的长度
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
//计算数组真实(最小)容量
private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
//如果实际size小于默认容量10，则返回默认大小10
return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
return minCapacity;
}
//扩充数组的容量
private void grow(int minCapacity) {
//老的容量
int oldCapacity = elementData.length;
//新的容量
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
//拷贝数组
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
因为ArrayList中实际存储数据的数组默认大小是10，所以当我们存储的数据大于10的时候，就要给数组扩充容量，其实就是把旧的数组复制到了一个容量更大的新数组中。
arrayList.add(1,1);
2、 add(int index, E element)
public void add(int index, E element) {
//校验是否IndexOutOfBoundsException
rangeCheckForAdd(index);
//和上面一样，校验数组容量是否足够，否则扩充容量
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
//数组拷贝
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
size - index);
//赋值
elementData[index] = element;
//大小增加
size++;
}
和上面相比，这里面多了一个数组拷贝 System.arraycopy():
public static native void arraycopy(Object src, int srcPos,
Object dest, int destPos,
int length);
各参数含义：
- src：原数组
- srcPos：从原数组起始位置开始拷贝
- dest： 目标数组
- destPos：拷贝到目标数组的位置
- length：copy数组的长度
下面addAll方法更好理解arraycopy
3、addAll()
public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
Object[] a = c.toArray();
int numNew = a.length;
ensureCapacityInternal(size + numNew); // Increments modCount
//这里更好理解arraycopy
System.arraycopy(a, 0, elementData, size, numNew);
size += numNew;
return numNew != 0;
}
删除
1、remove(Object o)
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;
}
可以看到上面是一些逻辑处理，真正删除的地方应该在 fastRemove()方法中
private void fastRemove(int index) {
modCount++;
int numMoved = size - index - 1;
if (numMoved > 0)
//拷贝index+1后面的数据，放到index位置
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
numMoved);
//将最后一项置空
elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
}
2、remove(int index)
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;
}
这里面其实还是数组的拷贝。
3、clear
public void clear() {
modCount++;
// clear to let GC do its work
for (int i = 0; i < size; i++)
elementData[i] = null;
size = 0;
}
clear中for循环把每个元素都置空并且把size赋值0
改
ArrayList可以通过set(int index, E element)方法来设置和修改数组
public E set(int index, E element) {
//IndexOutOfBoundsException校验
rangeCheck(index);
E oldValue = elementData(index);
//赋值
elementData[index] = element;
return oldValue;
}
查
1、通过indexOf(Object o)来查询对象的位置。
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;
}
如果存在的话就返回位置，不存在则返回-1。
2、contains(Object o)
public boolean contains(Object o) {
return indexOf(o) >= 0;
}
可以看到contains其实也是调用indexOf方法
get()
public E get(int index) {
//校验下标是否越界
rangeCheck(index);
return elementData(index);
}
可以看到ArrayList的get方法十分简单高效，直接就能在数组中获取。而不需要像LinkedList 通过循环获取。这也是ArrayList的一个性能优势。
总结
ArrayList 内存实现是一个数组，因此数据获取和设置的效率比较高，因为有数组的拷贝与扩容，所以数据的删除与添加效率会相对低下。
