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和 LinkedList 的区别：
ArrayList：
- 底层是 动静数组，反对扩容，线程不平安。
- 对于增加和删除办法，如果是增加到列表尾部，工夫复杂度是 O(1)；
- 如果是增加到指定地位 i，工夫复杂度就是 O(n-i)，因为须要将后续数组的元素往后挪动一位；
- 对于疾速随机拜访 get(i), 工夫复杂度是 O(1)。
LinkedList:
- 双向链表构造，线程不平安。
- 对于增加和删除办法，如果是增加到列表尾部，因为是间接操作最初一个 last 节点，所以是 O(1)；
- 如果是增加到指定地位 i，因为须要先挪动到链表的指定地位，所以工夫复杂度是 O(i)；
- 不反对疾速随机拜访，工夫复杂度 O(n)。
所以一般来说，因为反对疾速随机拜访，所以在查问元素方面，ArrayList 有劣势，相同的，在增加和删除元素方面，LinkedList 不须要挪动数据，所以更有劣势。当然这不是相对的，因为 LinkedList 也须要先遍历到指定地位（开端节点除外），具体应用还是须要依据理论业务场景来综合考量。
外围源码解析
public class ArrayList<E> {
private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;
/**
* 默认初始容量
*/
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
/**
* 用于指定大小为 0 的空实例时的数组实例.
*/
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
/**
* 用于默认大小的空实例的共享空数组实例。* 将它与 EMPTY_ELEMENTDATA 辨别开来，以理解增加第一个元素时要收缩多少
*/
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
/**
* 存储 ArrayList 元素的数组缓冲区。*
* ArrayList 的容量就是这个数组缓冲区的长度。任何带有
* elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA 的
* 空 ArrayList 增加第一个元素时将扩大为 DEFAULT_CAPACITY 大小。*/
transient Object[] elementData;
/**
* ArrayList 的大小（它蕴含的元素数）*/
private int size;
/**
* 记录 List 对象被批改的次数，List 对象每批改一次，modCount 都会加 1.
*/
protected transient int modCount = 0;
/**
* 有参构造函数，结构一个具备指定初始容量的数组.
*/
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);
}
}
/**
* 无参构造函数，结构一个初始容量为 10 的空数组（当增加第一个元素时才为 10）*
* 有参大小为 0 和无参的构造函数应用的空数组不一样，前者是 EMPTY_ELEMENTDATA，后者是 DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA
*/
public ArrayList() {this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;}
/**
* 依照汇合的迭代器返回的程序结构一个蕴含指定汇合元素的数组
*/
public ArrayList(Collection<? extends E> c) {elementData = c.toArray();
if ((size = elementData.length) != 0) {// 这里，例如当应用 Arrays.asList 来构建 c 时，c.toArray().getClass()的后果就不是 Object[].class 了，而是 String[].class
// 如果是这种状况，就须要将非 Object 数组类型的 elementData 转成 Object 数据类型
if (elementData.getClass() != Object[].class)
elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
} else {this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;}
}
/**
* 将 ArrayList 实例的容量修剪为列表的以后大小。* 应用程序能够应用此操作来最小化实例的存储
*/
public void trimToSize() {
modCount++;
//size 是数组中理论元素的个数，而 elementData.length 代表的是数组的大小
if (size < elementData.length) {elementData = (size == 0)
? EMPTY_ELEMENTDATA
: Arrays.copyOf(elementData, size);
// 顺便提一下，Arrays.copyOf 办法是创立一个大小为 size 的新数组，依照 size 和 elementData.length 中更小的单位复制 elementData 中的元素。// 当然，如果传入的 size 大于 elementData.length 话，也就相当于扩容，反之则是裁剪
}
}
/**
* 扩容机制
*
* 减少实例的容量，如果必要，以确保它至多能够包容元素的数量
* 由最小容量参数指定
* @param minCapacity 所需最小容量
*/
public void ensureCapacity(int minCapacity) {int minExpand = (elementData != DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA)
// 这里要阐明一下，只有在创立不指定大小的空实例时，扩容才会用到默认初始容量 DEFAULT_CAPACITY
? 0 : DEFAULT_CAPACITY;
if (minCapacity > minExpand) {ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}
}
/**
* 先判断数组缓冲区是不是没有增加过元素，如果是，则返回设置容量和默认初始容量的最大值
* @param elementData
* @param minCapacity
* @return
*/
private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
return minCapacity;
}
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
}
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;
// 如果要扩容的数组大小大于缓冲数组的大小，才能够执行扩容，否则不会扩容
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
/**
* 要调配的数组的最大大小
*/
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
/**
* 扩容机制具体实现
*/
private void grow(int minCapacity) {
int oldCapacity = elementData.length;
// >> 1 意思是获取旧数组的一半长度，扩容相当于将数组长度扩大成原来的 1.5 倍
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
// 如果还是小于最小容量，则间接把最小容量作为新容量
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
// 依照新容量扩容
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
/**
* 比拟 minCapacity 和 MAX_ARRAY_SIZE，如果 minCapacity 大于最大容量，则新容量则为 Integer.MAX_VALUE，* 否则，新容量大小则为 MAX_ARRAY_SIZE 即为 Integer.MAX_VALUE - 8
*/
private static int hugeCapacity(int minCapacity) {if (minCapacity < 0) // overflow
throw new OutOfMemoryError();
return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
Integer.MAX_VALUE :
MAX_ARRAY_SIZE;
}
/**
* 返回此列表中的元素数
*
*/
public int size() {return size;}
/**
* 如果此列表不蕴含元素，则返回 true
*
*/
public boolean isEmpty() {return size == 0;}
/**
* 如果此列表蕴含指定的元素，则返回 true
*/
public boolean contains(Object o) {return indexOf(o) >= 0;
}
/**
* 返回指定元素第一次呈现的索引，如果此列表不蕴含该元素，则为 -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;
}
/**
* 返回指定元素最初一次呈现的索引, 如果此列表不蕴含该元素，则为 -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;
}
/**
* 返回此实例的浅拷贝。（元素自身不会被复制。）*/
public Object clone() {
try {ArrayList<?> v = (ArrayList<?>) super.clone();
v.elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);
v.modCount = 0;
return v;
} catch (CloneNotSupportedException e) {
// this shouldn't happen, since we are Cloneable
throw new InternalError(e);
}
}
/**
* 以适当的程序（从第一个元素到最初一个元素）返回一个蕴含此列表中所有元素的数组
* 返回的数组将是“平安的”，因为列表实例没有对它的援用。（换句话说，这个办法调配了
* 一个新数组），因而调用者能够自在地批改返回的数组。*/
public Object[] toArray() {return Arrays.copyOf(elementData, size);
}
/**
* 以适当的形式返回蕴含此列表中所有元素的数组序列（从第一个元素到最初一个元素）；* 返回的运行时类型数组是指定数组的数组；* 如果列表合乎指定的数组，它在其中返回；* 否则，应用指定数组的运行时类型和大小调配一个新数组。*
* 如果列表适宜指定的数组并有残余空间（即，数组的元素比列表多），* 紧跟在汇合开端之后的数组被设置为空。*（这在确定长度时很有用，如果调用者晓得列表不蕴含任何空元素。）*/
@SuppressWarnings("unchecked")
public <T> T[] toArray(T[] a) {if (a.length < size)
// Make a new array of a's runtime type, but my contents:
return (T[]) Arrays.copyOf(elementData, size, a.getClass());
System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, size);
if (a.length > size)
a[size] = null;
return a;
}
@SuppressWarnings("unchecked")
E elementData(int index) {return (E) elementData[index];
}
/**
* 返回此列表中指定地位的元素
*/
public E get(int index) {rangeCheck(index);
return elementData(index);
}
/**
* 将此列表中指定地位的元素替换为指定的元素。*/
public E set(int index, E element) {rangeCheck(index);
E oldValue = elementData(index);
elementData[index] = element;
return oldValue;
}
/**
* 将指定的元素附加到此列表的开端。*/
public boolean add(E e) {ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}
/**
* 在此指定地位插入指定元素。* 挪动以后在该地位的元素（如果有）和左边的任何后续元素（在它们的索引上加一）。*/
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++;
}
/**
* 移除此列表中指定地位的元素。* 将任何后续元素向左挪动（从它们的元素中减去一个）*/
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;
}
/**
* 从此列表中删除第一次呈现的指定元素（如果它存在）；* 如果列表不蕴含该元素，则为不变。*/
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;
}
/**
* 跳过边界查看且不执行的公有删除办法
*/
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
}
/**
* 从此列表中删除所有元素。* 该列表在调用返回后将会为空。*/
public void clear() {
modCount++;
// clear to let GC do its work
for (int i = 0; i < size; i++)
elementData[i] = null;
size = 0;
}
/**
* 将指定汇合中的所有元素追加到开端（依照它们指定汇合的迭代器返回的程序）。*
*/
public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {Object[] a = c.toArray();
int numNew = a.length;
ensureCapacityInternal(size + numNew); // Increments modCount
System.arraycopy(a, 0, elementData, size, numNew);
size += numNew;
return numNew != 0;
}
/**
* 将指定汇合中的所有元素插入到此列表，从指定地位开始。*
*/
public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {rangeCheckForAdd(index);
Object[] a = c.toArray();
int numNew = a.length;
ensureCapacityInternal(size + numNew); // Increments modCount
int numMoved = size - index;
if (numMoved > 0)
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + numNew,
numMoved);
System.arraycopy(a, 0, elementData, index, numNew);
size += numNew;
return numNew != 0;
}
/**
* 从此列表中删除索引介于两者之间的所有元素
*
*/
protected void removeRange(int fromIndex, int toIndex) {
modCount++;
int numMoved = size - toIndex;
System.arraycopy(elementData, toIndex, elementData, fromIndex,
numMoved);
// clear to let GC do its work
int newSize = size - (toIndex-fromIndex);
for (int i = newSize; i < size; i++) {elementData[i] = null;
}
size = newSize;
}
/**
* 查看给定的索引是否在范畴内
*/
private void rangeCheck(int index) {if (index >= size)
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
/**
* add 和 addAll 应用的 rangeCheck 版本.
*/
private void rangeCheckForAdd(int index) {if (index > size || index < 0)
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
/**
* 结构一个 IndexOutOfBoundsException 具体音讯
*/
private String outOfBoundsMsg(int index) {return "Index:"+index+", Size:"+size;}
/**
* 从此列表中删除指定汇合的所有元素
*
*/
public boolean removeAll(Collection<?> c) {Objects.requireNonNull(c);
return batchRemove(c, false);
}
/**
* 仅保留此列表中蕴含在指定汇合中的元素.
*
*/
public boolean retainAll(Collection<?> c) {Objects.requireNonNull(c);
return batchRemove(c, true);
}
private boolean batchRemove(Collection<?> c, boolean complement) {final Object[] elementData = this.elementData;
int r = 0, w = 0;
boolean modified = false;
try {for (; r < size; r++)
if (c.contains(elementData[r]) == complement)
elementData[w++] = elementData[r];
} finally {
// Preserve behavioral compatibility with AbstractCollection,
// even if c.contains() throws.
if (r != size) {
System.arraycopy(elementData, r,
elementData, w,
size - r);
w += size - r;
}
if (w != size) {
// clear to let GC do its work
for (int i = w; i < size; i++)
elementData[i] = null;
modCount += size - w;
size = w;
modified = true;
}
}
return modified;
}
}
正文完
