标签:个数 创建 赋值 做了 索引 exception 检查 列表 over
ArrayList继承自AbstractList,实现了List, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable接口。ArrayList内部是一个动态数组,与Java中的数组相比,它的容量能动态增长。
ArrayList 是容量可变的非线程安全列表,使用数组实现,集合扩容时会创建更大的数组,把原有数组复制到新数组。支持对元素的快速随机访问,但插入与删除速度很慢。ArrayList 实现了 RandomAcess 标记接口,如果一个类实现了该接口,那么表示使用索引遍历比迭代器更快。
elementData是 ArrayList 的数据域,被 transient 修饰,序列化时会调用 writeObject 写入流,反序列化时调用 readObject 重新赋值到新对象的 elementData。原因是 elementData 容量通常大于实际存储元素的数量,所以只需发送真正有实际值的数组元素。
size 是当前实际大小,elementData 大小大于等于 size。
*modCount *记录了 ArrayList 结构性变化的次数,继承自 AbstractList。所有涉及结构变化的方法都会增加该值。expectedModCount 是迭代器初始化时记录的 modCount 值,每次访问新元素时都会检查 modCount 和 expectedModCount 是否相等,不相等就会抛出异常。这种机制叫做 fail-fast,所有集合类都有这种机制。
1 // 序列化id 2 private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L; 3 //ArrayList的初始容量大小 4 private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10; 5 //空对象数组 6 private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {}; 7 //空对象数组,如果使用默认构造函数创建,则默认对象内容默认是该值 8 private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {}; 9 //存放当前数据,不参与序列化 10 transient Object[] elementData; 11 //list大小 12 private int size; 13 //list最大长度 14 private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
elementData:这是个 Object 类型的数组,用于存储具体元素,其表示的数组的大小。
size:用来记录 ArrayList 当前元素个数,默认为 0。
//默认构造方法,将elementData初始化为DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTD(及空数组) public ArrayList() { this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA; } //指定容量的构造方法,传入参数小于0抛出异常,否则创建指定容量的 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); } } /** *传入参数为Collection对象,先调用toArray()方法将Collection对象转换为Object[] *更新size的值,同时判断size的大小,如果是size等于0,直接将空对象EMPTY_ELEMENTDATA的地址赋给elementData *如果size的值大于0,则执行Arrays.copy方法,把collection对象的内容(可以理解为深拷贝)copy到elementData中,代码注释toArray可能不是返回Object[],所以进行深拷贝 **/ 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; } }
在初始化时调用了 ArrayList 的构造方法,这个构造方法只做了一件事,将 elementData 初始化为空数组。
在初次调用 add 方法时,ArrayList 会进行第一次扩容,将 elementData 扩容成容量为 10 的数组,然后再添加元素。
当 ArrayList 已经达到当前最大容量,会再次第二次扩容,将 elementData 扩容成容量为 1原有容量的 1.5 倍),然后再添加元素
其中在构造法方法中,DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA 由前文可知是一个内部常量,值为空数组,也被用来作为空数组的标识。在后面调用 add 方法时也是通过这个常量来判断是否第一次调用。
// 添加元素之前先检查容量,若容量不足则调用grow()方法,然后将元素添加到队尾,返回true public boolean add(E e) { ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!! elementData[size++] = e; return true; } /** *首先检查index是否在size范围之内,确保数组已使用长度(size)加1之后足够存下一个数据 *然后将index之后的元素全部向后挪一位,再进行赋值 **/ 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++; } /** *首先判断index是否超出范围,然后返回指定元素值 **/ public E get(int index) { rangeCheck(index); return elementData(index); } /** *首先判断index是否超出范围,然后将指定索引的数组元素赋值 **/ public E set(int index, E element) { rangeCheck(index); E oldValue = elementData(index); elementData[index] = element; return oldValue; } /** *首先判断index是否超出范围,numMoved 计算移除元素后需要移动的元素个数 *通过System.arraycopy方法将后面的元素前移一位,并将最后一为赋值为null,最后返回移除元素的值 */ 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; } /** *需要遍历整个list去匹配移除元素的值 */ 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; } /** *需要遍历整个list去匹配元素值,然后返回第一个匹配元素的索引值,否则返回-1 */ 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; }
//minCapacity 最小即为初始容量大小10 private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) { if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) { minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity); } ensureExplicitCapacity(minCapacity); } //需求长度大于现在长度,则扩充数组长度 private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) { modCount++; // overflow-conscious code if (minCapacity - elementData.length > 0) grow(minCapacity); } /** *首先将oldCapacity 右移一位缩小1/2,newCapacity 扩大为oldCapacity 的1.5倍 *如果newCapacity不能满足需求,那就直接扩大为minCapacity大小 *如果newCapacity超过list最大容量,则返回Interger类型最大值 *最后更新elementData **/ 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 win: elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); }
ensureCapacityInternal (int miniCapacity): 用于判断是否第一次调用,通过构造方法里用来赋值的常量 DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA 判断。
第一次调用:将所需最小容量(即 miniCapacity)设置为 10,然后调用 ensureExplicitCapacity 方法进行扩容
非第一次调用:直接调用 ensureExplicitCapacity 方法进行扩容
ensureExplicitCapacity (int minCapacity): 用于判断是否需要扩容
modCount 主要是在调用 iterator 方法时用来防止 list 被修改,在这里可以忽略不计
grow (int miniCapacity): 实际扩容操作
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