文章已同步至 GitHub 开源我的项目: Java 超神之路 更多 Java 相干常识，欢送拜访！
ArrayList 始终是面试的重点。明天咱们来理解理解它的源码吧！
/**
* 首发 Github 开源我的项目: [Java 超神之路] <https://github.com/shaoxiongdu/java-notes>
* 程序表：线性表的顺序存储构造，外部应用数组实现，非线程平安
* @param <E> 泛型
*/
//
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, Serializable {
/**
* 默认初始容量。*/
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
/**
* 要调配的数组的最大大小（除非必要）。一些 VM 在数组中保留一些头字。尝试调配更大的数组可能会导致 OutOfMemoryError：申请的数组大小超出 VM 限度
*/
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
/**
* 空数组 在 JDK1.8 之后 ArrayList 采纳懒汉式创建对象 会用此值初始化
*/
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
/**
用于默认大小的空实例的共享空数组实例。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 = {};
/**
ArrayList 存储以后程序表的元素 ArrayList 的容量就是这个数组缓冲区的长度。增加第一个元素时，任何带有 elementData == 默认空数组 的 ArrayList 都将扩大为 默认容量 10
*/
transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access
// 元素数量
private int size;
/*▼ 结构器 ████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████┓ */
/**
* 结构一个初始容量为 10 的空列表。（此处正文为 1.7 的版本）1.7 为饿汉式 间接创立大小为 10 的数组
*
* 1.8 之后为懒汉式，在增加元素的时候会判断是否为空而后创立。*
* 然而到了 1.8 正文并没有更新 🙄 首发 Github 开源我的项目: [Java 超神之路] <https://github.com/shaoxiongdu/java-notes>
*，*/
public ArrayList() {this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;}
/**
* 结构一个具备指定初始容量的空数组。*
* @param initialCapacity 指定初始容量
*
* @throws IllegalArgumentException 如果指定的初始容量为负 抛出此异样
*/
public ArrayList(int initialCapacity) {if(initialCapacity>0) {this.elementData = new Object[initialCapacity];
} else if(initialCapacity == 0) {// 如果传入的指定容量为 0 则应用默认值 10
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
} else {
// 抛出容量非法异样
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity:" + initialCapacity);
}
}
/**
* 依照参数汇合的迭代器返回的程序结构一个蕴含指定汇合元素的列表。*
* @param c 其元素将被放入此列表的汇合
*
* @throws NullPointerException 如果指定的汇合为空
*/
public ArrayList(Collection<? extends E> c) {elementData = c.toArray();
if((size = elementData.length) != 0) {
/*
* 避免 c.toArray 不返回 Object[] 详情见 https://bugs.openjdk.java.net/browse/JDK-6260652
*/
if(elementData.getClass() != Object[].class) {elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
}
} else {
// 替换为空数组。this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
}
}
/*▲ 结构器 ████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████┛ */
/*▼ 存值 ████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████┓ */
/**
* 将指定的元素追加到此列表的开端。*
* @param e 要附加到此列表的元素
*
* @return {@code true}是否增加胜利
*/
// 将元素 e 追加到以后程序表中
public boolean add(E e) {
// 批改次数
modCount++;
add(e, elementData, size);
return true;
}
/**
* 在此列表中的指定地位插入指定元素。将以后在该地位的元素（如果有）和任何后续元素向右挪动（向它们的索引增加一个）。*
* @param index 要插入指定元素的索引
* @param element 要插入的元素
*
* @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
*/
// 将元素 element 增加到程序表 index 处
public void add(int index, E element) {
// 校验索引是否非法
rangeCheckForAdd(index);
// 批改次数
modCount++;
final int s;
Object[] elementData;
// 如果程序表已满，则须要扩容
if((s = size) == (elementData = this.elementData).length) {
// 对以后程序表扩容
elementData = grow();}
// 将前方的所有元素后移
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, s - index);
// 插入元素
elementData[index] = element;
// 长度 +1
size = s + 1;
}
/**
依照指定汇合的迭代器返回的程序，将指定汇合中的所有元素追加到此列表的开端。*
* @param c 蕴含要增加到此列表的元素的汇合
*
* @return {@code true} 如果此列表因调用而更改
*
* @throws NullPointerException 如果指定的汇合为空
*
* 首发 Github 开源我的项目: [Java 超神之路] <https://github.com/shaoxiongdu/java-notes>
*/
// 将指定容器中的元素追加到以后程序表中
public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {Object[] a = c.toArray();
modCount++;
int numNew = a.length;
if(numNew == 0) {return false;}
Object[] elementData;
final int s;
// 如果以后数组长度小于参数容器
if(numNew>(elementData = this.elementData).length - (s = size)) {
// 新容量 = 旧 + 参数容器容量
elementData = grow(s + numNew);
}
System.arraycopy(a, 0, elementData, s, numNew);
size = s + numNew;
return true;
}
/**
从指定地位开始，将指定汇合中的所有元素插入此列表。将以后在该地位的元素（如果有）和任何后续元素向右挪动（减少它们的索引）。新元素将依照指定汇合的迭代器返回的程序呈现在列表中。*
* @param index 从指定汇合插入第一个元素的索引
* @param c 蕴含要增加到此列表的元素的汇合
*
* @return {@code true} 如果此列表因调用而更改
*
* @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
* @throws NullPointerException 如果指定的汇合为空
*/
// 将指定容器中的元素增加到以后程序表的 index 处
public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {rangeCheckForAdd(index);
Object[] a = c.toArray();
modCount++;
int numNew = a.length;
if(numNew == 0) {return false;}
Object[] elementData;
final int s;
if(numNew>(elementData = this.elementData).length - (s = size)) {elementData = grow(s + numNew);
}
int numMoved = s - index;
if(numMoved>0) {System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + numNew, numMoved);
}
System.arraycopy(a, 0, elementData, index, numNew);
size = s + numNew;
return true;
}
/*▲ 存值 ████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████┛ */
/*▼ 取值 ████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████┓ */
/**
* 返回此列表中指定地位的元素。*
* @param index 要返回的元素的索引
*
* @return 此列表中指定地位的元素
*
* @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
*/
// 获取指定索引处的元素
public E get(int index) {
// 校验索引是否非法
Objects.checkIndex(index, size);
return elementData(index);
}
/*▲ 取值 ████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████┛ */
/*▼ 移除 ████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████┓ */
/**
* 移除此列表中指定地位的元素。将任何后续元素向左挪动（从它们的索引中减去一个）。*
* @param index 要删除的元素的索引
*
* @return 从列表中删除的元素
*
* @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
*/
// 移除索引 index 处的元素，返回被移除的元素
public E remove(int index) {Objects.checkIndex(index, size);
final Object[] es = elementData;
// 该注解疏忽编译器的正告
@SuppressWarnings("unchecked")
E oldValue = (E) es[index];
// 移除 es[index]
fastRemove(es, index);
return oldValue;
}
/**
* 移除指定的元素，返回值批示是否移除胜利
* @param o 要从此列表中删除的元素（如果存在）*
* @return {@code true} 如果此列表蕴含指定的元素
*/
public boolean remove(Object o) {final Object[] es = elementData;
final int size = this.size;
int i = 0;
found:
{
// 如果参数为 Null 则查找第一个 null
if(o == null) {for(; i<size; i++) {if(es[i] == null) {break found;}
}
} else {// 否则查找第一个参数 o 调用 equals
for(; i<size; i++) {if(o.equals(es[i])) {break found;}
}
}
return false;
}
// 移除 es[index]
fastRemove(es, i);
return true;
}
/**
* @throws NullPointerException {@inheritDoc}
*/
// 移除满足条件的元素，移除条件由 filter 决定，返回值批示是否移除胜利
@Override
public boolean removeIf(Predicate<? super E> filter) {return removeIf(filter, 0, size);
}
/**
* (匹配则移除)移除以后程序表中所有与给定容器中的元素匹配的元素
*
* @param c 蕴含要从此列表中删除的元素的汇合
*
* @return {@code true} 如果此列表因调用而更改
*
* @throws ClassCastException 如果此列表的元素的类与指定的汇合不兼容
* @throws NullPointerException 如果此列表蕴含空元素并且指定的汇合不容许空元素
* @see Collection#contains(Object)
*/
//
public boolean removeAll(Collection<?> c) {return batchRemove(c, false, 0, size);
}
/**
* (不匹配则移除)移除以后程序表中所有与给定容器中的元素不匹配的元素（将本身和参数汇合的交加赋给本身）*
* @param c 蕴含要保留在此列表中的元素的汇合
*
* @return {@code true} 如果此列表因调用而更改
*
* @throws ClassCastException 如果此列表的元素的类与指定的汇合不兼容
* @throws NullPointerException 如果此列表蕴含空元素并且指定的汇合不容许空元素
* @see Collection#contains(Object)
*/
//
public boolean retainAll(Collection<?> c) {return batchRemove(c, true, 0, size);
}
/**
* 移除以后程序表 [fromIndex,toIndex] 之间的元素
* @throws IndexOutOfBoundsException
*/
protected void removeRange(int fromIndex, int toIndex) {if(fromIndex>toIndex) {throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(fromIndex, toIndex));
}
modCount++;
// 移除 from 到 to 之间的元素
shiftTailOverGap(elementData, fromIndex, toIndex);
}
/**
将此列表中所有元素赋值为 null。此调用返回后，列表将为空。*/
// 清空以后程序表中的元素
public void clear() {
modCount++;
final Object[] es = elementData;
for(int to = size, i = size = 0; i<to; i++) {es[i] = null;
}
}
/*▲ 移除 ████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████┛ */
/*▼ 替换 ████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████┓ */
/**
* 将 index 处的元素更新为 element，并返回旧元素
*
* @param index 要替换的元素的索引
* @param element 要存储在指定地位的元素
*
* @return 之前在指定地位的元素
*
* @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
*/
//
public E set(int index, E element) {Objects.checkIndex(index, size);
E oldValue = elementData(index);
elementData[index] = element;
return oldValue;
}
// 更新以后程序表中所有元素，更新策略由 operator 决定
@Override
public void replaceAll(UnaryOperator<E> operator) {replaceAllRange(operator, 0, size);
modCount++;
}
/*▲ 替换 ████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████┛ */
/*▼ 蕴含查问 ████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████┓ */
/**
* 判断以后程序表中是否蕴含指定的元素
*
*/
//
public boolean contains(Object o) {return indexOf(o) >= 0;
}
/*▲ 蕴含查问 ████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████┛ */
/*▼ 定位 ████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████┓ */
/**
* 返回指定元素的正序索引(正序查找首个匹配的元素)
*/
//
public int indexOf(Object o) {// 在 [0, size) 之间正序搜寻元素 o，返回首个匹配的索引
return indexOfRange(o, 0, size);
}
/**
* 返回指定元素的逆序索引(逆序查找首个匹配的元素)
*/
//
public int lastIndexOf(Object o) {// 在 [0, size) 之间逆序搜寻元素 o，返回首个匹配的索引
return lastIndexOfRange(o, 0, size);
}
/*▲ 定位 ████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████┛ */
/*▼ 视图 ████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████┓ */
/**
* 返回 [fromIndex, toIndex) 之间的元素的子集合
* @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
* @throws IllegalArgumentException {@inheritDoc}
*/
public List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) {subListRangeCheck(fromIndex, toIndex, size);
return new SubList<>(this, fromIndex, toIndex);
}
/**
* 以数组模式返回以后程序表
*
* @return 按适当程序蕴含此列表中所有元素的数组
*/
public Object[] toArray() {return Arrays.copyOf(elementData, size);
}
/**
将以后程序表中的元素存入数组 a 后返回，须要将链表中的元素转换为 T 类型
*
* @param a 要存储列表元素的数组，如果它足够大；否则，将为此调配一个雷同运行时类型的新数组。*
* @return 蕴含列表元素的数组
*
* @throws ArrayStoreException 如果指定数组的运行时类型不是此列表中每个元素的运行时类型的超类型
* @throws NullPointerException 如果指定的数组为空
*/
//
@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;
}
/*▲ 视图 ████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████┛ */
/*▼ 迭代 ████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████┓ */
/**
* 遍历以后程序表中的元素，并对其利用指定的择取操作
* @throws NullPointerException {@inheritDoc}
*/
@Override
public void forEach(Consumer<? super E> action) {Objects.requireNonNull(action);
final int expectedModCount = modCount;
final Object[] es = elementData;
final int size = this.size;
for(int i = 0; modCount == expectedModCount && i<size; i++) {action.accept(elementAt(es, i));
}
if(modCount != expectedModCount) {throw new ConcurrentModificationException();
}
}
/**
* 返回以后程序表的一个迭代器（外部类 实现 iterable 接口）*
* <p>The returned iterator is <a href="#fail-fast"><i>fail-fast</i></a>.
*
* @return 以适当程序遍历此列表中元素的迭代器
*/
//
public Iterator<E> iterator() {return new Itr();
}
/**
* 返回以后程序表的一个加强的迭代器 ListIterator, 该接口继承 Iterator 在汇合迭代器的根底上新增了向前遍历等性能。* @see #listIterator(int)
*/
//
public ListIterator<E> listIterator() {return new ListItr(0);
}
/**
* 返回以后程序表的一个加强的迭代器，且设定下一个待遍历元素为索引 index 处的元素
* @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
*/
public ListIterator<E> listIterator(int index) {rangeCheckForAdd(index);
return new ListItr(index);
}
/**
* 返回一个可宰割的迭代器
* @return a {@code Spliterator} 在此列表中的元素上
*/
//
@Override
public Spliterator<E> spliterator() {return new ArrayListSpliterator(0, -1, 0);
}
/*▲ 迭代 ████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████┛ */
/*▼ 杂项 ████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████┓ */
/**
* 返回以后程序表的元素数量
* @return 此列表中的元素数
*/
public int size() {return size;}
/**
* Returns {@code true} 判断以后程序表是否为空
*
* @return {@code true} 如果此列表不蕴含任何元素
*/
public boolean isEmpty() {return size == 0;}
// 应用指定的比拟器对以后程序表内的元素进行排序
@Override
@SuppressWarnings("unchecked")
public void sort(Comparator<? super E> c) {
final int expectedModCount = modCount;
Arrays.sort((E[]) elementData, 0, size, c);
if(modCount != expectedModCount) {throw new ConcurrentModificationException();
}
modCount++;
}
/**
* 从新设置程序表的容量，如果新容量小于元素数量，则会移除超出新容量的元素
*/
//
public void trimToSize() {
modCount++;
if(size<elementData.length) {elementData = (size == 0) ? EMPTY_ELEMENTDATA : Arrays.copyOf(elementData, size);
}
}
/**
确保以后程序表至多领有 minCapacity 的容量
* @param minCapacity the desired minimum capacity
*/
public void ensureCapacity(int minCapacity) {if(minCapacity>elementData.length && !(elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA && minCapacity<=DEFAULT_CAPACITY)) {
modCount++;
grow(minCapacity);
}
}
/*▲ 杂项 ████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████┛ */
/*▼ 序列化 ████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████┓ */
private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L; // 首发 Github 开源我的项目: [Java 超神之路] <https://github.com/shaoxiongdu/java-notes>
/**
* 序列化
* @param s the stream
*
* @throws IOException if an I/O error occurs
* @serialData The length of the array backing the {@code ArrayList}
* instance is emitted (int), followed by all of its elements
* (each an {@code Object}) in the proper order.
*/
private void writeObject(ObjectOutputStream s) throws IOException {
int expectedModCount = modCount;
s.defaultWriteObject();
// 写出大小作为与 clone() 的行为兼容性的容量
s.writeInt(size);
// 按正确的程序写出所有元素。for(int i = 0; i<size; i++) {s.writeObject(elementData[i]);
}
// 验证批改次数
if(modCount != expectedModCount) {throw new ConcurrentModificationException();
}
}
/**
* 反序列化
* @param s the stream
*
* @throws ClassNotFoundException if the class of a serialized object
* could not be found
* @throws IOException if an I/O error occurs
*/
private void readObject(ObjectInputStream s) throws IOException, ClassNotFoundException {s.defaultReadObject();
// 反序列化容量
s.readInt(); // ignored
if(size>0) {SharedSecrets.getJavaObjectInputStreamAccess().checkArray(s, Object[].class, size);
Object[] elements = new Object[size];
// 按正确程序读入所有元素。for(int i = 0; i<size; i++) {elements[i] = s.readObject();}
elementData = elements;
} else if(size == 0) {elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;} else {throw new InvalidObjectException("Invalid size:" + size);
}
}
/*▲ 序列化 ████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████┛ */
/**
* {@inheritDoc}
*/
public boolean equals(Object o) {if(o == this) {return true;}
if(!(o instanceof List)) {return false;}
final int expectedModCount = modCount;
// ArrayList 能够被子类化并给出任意行为，但咱们依然能够解决 o 是 ArrayList 的常见状况
boolean equal = (o.getClass() == ArrayList.class) ? equalsArrayList((ArrayList<?>) o) : equalsRange((List<?>) o, 0, size);
checkForComodification(expectedModCount);
return equal;
}
/**
* {@inheritDoc}
*/
public int hashCode() {
int expectedModCount = modCount;
int hash = hashCodeRange(0, size);
checkForComodification(expectedModCount);
return hash;
}
/**
* 浅复制
*
* @return a clone of this {@code ArrayList} instance
*/
public Object clone() {
try {ArrayList<?> v = (ArrayList<?>) super.clone();
v.elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);
v.modCount = 0;
return v;
} catch(CloneNotSupportedException e) {
// 这不应该产生，因为是可克隆的
throw new InternalError(e);
}
}
// 返回元素 es[index]
@SuppressWarnings("unchecked")
static <E> E elementAt(Object[] es, int index) {return (E) es[index];
}
// 在 [start, end) 之间正序搜寻元素 o，返回首个匹配的索引
int indexOfRange(Object o, int start, int end) {Object[] es = elementData;
if(o == null) {for(int i = start; i<end; i++) {if(es[i] == null) {return i;}
}
} else {for(int i = start; i<end; i++) {if(o.equals(es[i])) {return i;}
}
}
return -1;
}
// 在 [start, end) 之间逆序搜寻元素 o，返回首个匹配的索引
int lastIndexOfRange(Object o, int start, int end) {Object[] es = elementData;
if(o == null) {for(int i = end - 1; i >= start; i--) {if(es[i] == null) {return i;}
}
} else {for(int i = end - 1; i >= start; i--) {if(o.equals(es[i])) {return i;}
}
}
return -1;
}
@SuppressWarnings("unchecked")
E elementData(int index) {return (E) elementData[index];
}
boolean equalsRange(List<?> other, int from, int to) {final Object[] es = elementData;
if(to>es.length) {throw new ConcurrentModificationException();
}
var oit = other.iterator();
for(; from<to; from++) {if(!oit.hasNext() || !Objects.equals(es[from], oit.next())) {return false;}
}
return !oit.hasNext();}
/**
* 计算哈希码的范畴
* @param from
* @param to
* @return
*/
int hashCodeRange(int from, int to) {final Object[] es = elementData;
if(to>es.length) {throw new ConcurrentModificationException();
}
int hashCode = 1;
for(int i = from; i<to; i++) {Object e = es[i];
hashCode = 31 * hashCode + (e == null ? 0 : e.hashCode());
}
return hashCode;
}
/**
* 批量删除
* @param c
* @param complement
* @param from
* @param end
* @return
*/
boolean batchRemove(Collection<?> c, boolean complement, final int from, final int end) {Objects.requireNonNull(c);
final Object[] es = elementData;
int r;
// Optimize for initial run of survivors
for(r = from; ; r++) {if(r == end) {return false;}
if(c.contains(es[r]) != complement) {break;}
}
int w = r++;
try {for(Object e; r<end; r++) {if(c.contains(e = es[r]) == complement) {es[w++] = e;
}
}
} catch(Throwable ex) {
// Preserve behavioral compatibility with AbstractCollection,
// even if c.contains() throws.
System.arraycopy(es, r, es, w, end - r);
w += end - r;
throw ex;
} finally {
modCount += end - w;
shiftTailOverGap(es, w, end);
}
return true;
}
/**
* 删除所有满足给定谓词的元素，从索引 i（蕴含）到索引 end（不蕴含）。*/
boolean removeIf(Predicate<? super E> filter, int i, final int end) {Objects.requireNonNull(filter);
int expectedModCount = modCount;
final Object[] es = elementData;
// Optimize for initial run of survivors
while(i<end && !filter.test(elementAt(es, i))) {i++;}
/*
* 因而遍历一次以查找要删除的元素，第二遍进行物理删除。*/
if(i<end) {
final int beg = i;
final long[] deathRow = nBits(end - beg);
deathRow[0] = 1L; // set bit 0
for(i = beg + 1; i<end; i++) {if(filter.test(elementAt(es, i))) {setBit(deathRow, i - beg);
}
}
if(modCount != expectedModCount) {throw new ConcurrentModificationException();
}
modCount++;
int w = beg;
for(i = beg; i<end; i++) {if(isClear(deathRow, i - beg)) {es[w++] = es[i];
}
}
shiftTailOverGap(es, w, end);
return true;
} else {if(modCount != expectedModCount) {throw new ConcurrentModificationException();
}
return false;
}
}
void checkInvariants() {
// assert size >= 0;
// assert size == elementData.length || elementData[size] == null;
}
// 大容量解决
private static int hugeCapacity(int minCapacity) {if(minCapacity<0) {
// overflow
throw new OutOfMemoryError();}
return (minCapacity>MAX_ARRAY_SIZE) ? Integer.MAX_VALUE : MAX_ARRAY_SIZE;
}
/**
* 用于查看 (fromIndex > toIndex) 条件
*/
private static String outOfBoundsMsg(int fromIndex, int toIndex) {return "From Index:" + fromIndex + "> To Index:" + toIndex;}
private static long[] nBits(int n) {return new long[((n - 1) >> 6) + 1];
}
private static void setBit(long[] bits, int i) {bits[i >> 6] |= 1L << i;
}
private static boolean isClear(long[] bits, int i) {return (bits[i >> 6] & (1L << i)) == 0;
}
// 对以后程序表扩容
private Object[] grow() {return grow(size + 1);
}
/**
* 减少容量以确保它至多能够包容由最小容量参数指定的元素数量。*
* @param minCapacity 所需的最小容量
*
* @throws OutOfMemoryError 如果 minCapacity 小于零
*/
// 对以后程序表扩容，minCapacity 是申请的容量
private Object[] grow(int minCapacity) {
// 依据申请的容量，返回一个适合的新容量
int newCapacity = newCapacity(minCapacity);
return elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
/**
* 返回至多与给定最小容量一样大的容量。如果足够，返回以后容量减少 50%。不会返回大于 MAX_ARRAY_SIZE 的容量，除非给定的最小容量大于 MAX_ARRAY_SIZE。*
* @param minCapacity 所需的最小容量
*
* @throws OutOfMemoryError 如果 minCapacity 小于零
*/
// 依据申请的容量，返回一个适合的新容量
private int newCapacity(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length; // 旧容量
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); // 预期新容量（减少 0.5 倍）// 如果预期新容量小于申请的容量
if(newCapacity - minCapacity<=0) {
// 如果数组还未初始化
if(elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
// 返回一个初始容量
return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
// 溢出
if(minCapacity<0) {
// overflow
throw new OutOfMemoryError();}
return minCapacity;
}
// 在预期新容量大于申请的容量时，按新容量走
return (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE<=0) ? newCapacity : hugeCapacity(minCapacity);
}
/**
* 这个辅助办法从 add(E) 中分离出来，以放弃办法字节码大小低于 35（-XX:MaxInlineSize 默认值），这有助于在 C1 编译循环中调用 add(E)。*/
// 将元素 e 增加到 elementData[s]
private void add(E e, Object[] elementData, int s) {
// 元素填满数组时，须要扩容
if(s == elementData.length) {elementData = grow();
}
elementData[s] = e;
size = s + 1;
}
private boolean equalsArrayList(ArrayList<?> other) {
final int otherModCount = other.modCount;
final int s = size;
boolean equal;
if(equal = (s == other.size)) {final Object[] otherEs = other.elementData;
final Object[] es = elementData;
if(s>es.length || s>otherEs.length) {throw new ConcurrentModificationException();
}
for(int i = 0; i<s; i++) {if(!Objects.equals(es[i], otherEs[i])) {
equal = false;
break;
}
}
}
other.checkForComodification(otherModCount);
return equal;
}
private void checkForComodification(final int expectedModCount) {if(modCount != expectedModCount) {throw new ConcurrentModificationException();
}
}
/**
* 跳过边界查看并且不返回移除的值的公有移除办法。*/
// 移除 es[i]
private void fastRemove(Object[] es, int i) {
modCount++;
final int newSize;
if((newSize = size - 1)>i) {System.arraycopy(es, i + 1, es, i, newSize - i);
}
es[size = newSize] = null;
}
// 移除 lo~hi 之间的元素
private void shiftTailOverGap(Object[] es, int lo, int hi) {System.arraycopy(es, hi, es, lo, size - hi);
for(int to = size, i = (size -= hi - lo); i<to; i++) {es[i] = null;
}
}
/**
*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。在错误处理代码的许多可能重构中，这种“概述”在服务器和客户端 VM 上体现最佳。*/
private String outOfBoundsMsg(int index) {return "Index:" + index + ", Size:" + size;}
// 更新以后程序表中 [i, end) 之间的元素，更新策略由 operator 决定
private void replaceAllRange(UnaryOperator<E> operator, int i, int end) {Objects.requireNonNull(operator);
final int expectedModCount = modCount;
final Object[] es = elementData;
while(modCount == expectedModCount && i<end) {// 获取元素 es[index]
E element = elementAt(es, i);
es[i] = operator.apply(element);
i++;
}
if(modCount != expectedModCount) {throw new ConcurrentModificationException();
}
}
/**
* 一般的迭代器 首发 Github 开源我的项目: [Java 超神之路] <https://github.com/shaoxiongdu/java-notes>
*
* iterator 接口规定
*
* 在进行汇合遍历的过程中，汇合的构造不能产生扭转。*
* 开始循环之前，会记录以后汇合的批改次数。* 每次循环，都会判断记录的值和最新值比拟
* 如果雷同，阐明没有被批改 则持续迭代
* 如果不同，阐明迭代过程中汇合被批改了
* 抛出 ConcurrentModificationException 异样
*
*/
private class Itr implements Iterator<E> {
// 下一个待遍历元素的游标
int cursor;
// 刚刚遍历过的元素的索引
int lastRet = -1;
// 冀望的批改次数
int expectedModCount = modCount;
Itr() {}
/**
* 是否还有下一个元素
* @return
*/
public boolean hasNext() {return cursor != size;}
@SuppressWarnings("unchecked")
public E next() {
// 判断汇合构造是否被批改
checkForComodification();
// 记录以后地位
int i = cursor;
// 越界
if(i >= size) {throw new NoSuchElementException();
}
Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
if(i >= elementData.length) {throw new ConcurrentModificationException();
}
// 向后移
cursor = i + 1;
// 返回数据
return (E) elementData[lastRet = i];
}
public void remove() {if(lastRet<0) {throw new IllegalStateException();
}
// 判断汇合构造是否被批改
checkForComodification();
try {ArrayList.this.remove(lastRet);
cursor = lastRet;
lastRet = -1;
expectedModCount = modCount;
} catch(IndexOutOfBoundsException ex) {throw new ConcurrentModificationException();
}
}
@Override
public void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) {Objects.requireNonNull(action);
final int size = ArrayList.this.size;
int i = cursor;
if(i<size) {final Object[] es = elementData;
if(i >= es.length) {throw new ConcurrentModificationException();
}
for(; i<size && modCount == expectedModCount; i++) {action.accept(elementAt(es, i));
}
// 最初更新一次以缩小堆写入流量
cursor = i;
lastRet = i - 1;
checkForComodification();}
}
final void checkForComodification() {if(modCount != expectedModCount) {throw new ConcurrentModificationException();
}
}
}
/**
* 加强的迭代器
*/
private class ListItr extends Itr implements ListIterator<E> {ListItr(int index) {super();
cursor = index;
}
public boolean hasPrevious() {return cursor != 0;}
public int previousIndex() {return cursor - 1;}
@SuppressWarnings("unchecked")
public E previous() {checkForComodification();
int i = cursor - 1;
if(i<0) {throw new NoSuchElementException();
}
Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
if(i >= elementData.length) {throw new ConcurrentModificationException();
}
cursor = i;
return (E) elementData[lastRet = i];
}
public int nextIndex() {return cursor;}
public void add(E e) {checkForComodification();
try {
int i = cursor;
ArrayList.this.add(i, e);
cursor = i + 1;
lastRet = -1;
expectedModCount = modCount;
} catch(IndexOutOfBoundsException ex) {throw new ConcurrentModificationException();
}
}
public void set(E e) {if(lastRet<0) {throw new IllegalStateException();
}
checkForComodification();
try {ArrayList.this.set(lastRet, e);
} catch(IndexOutOfBoundsException ex) {throw new ConcurrentModificationException();
}
}
}
/** 可宰割的迭代器 */
final class ArrayListSpliterator implements Spliterator<E> {
/*
* 如果 ArrayLists 是不可变的，或者构造上不可变的（没有增加、删除等），* 能够应用 Arrays.spliterator 实现它们的拆分器。* 相同，在不就义太多性能的状况下，在遍历过程中检测到尽可能多的烦扰。次要依赖 modCounts。* 这些不能保障检测到并发违规，有时对线程内烦扰过于激进，* 但检测到足够多的问题在实践中是值得的。* 为了实现这一点，*（1）提早初始化 fence 和 expectedModCount，直到咱们须要提交到咱们正在查看的状态的最新点；从而进步精度。* (2) 咱们在 forEach 的开端只执行一个 ConcurrentModificationException 查看（对性能最敏感的办法）。* 当应用 forEach（而不是迭代器）时，咱们通常只能在动作之后检测烦扰，而不是之前。进一步的 CME 触发查看实用于所有其余可能违反假如的状况，* 例如 null 或给定 size() 的太小的 elementData 数组，这可能仅因为烦扰而产生。这容许 forEach 的外部循环在没有任何进一步查看的状况下运行，并简化了 lambda 解析。* 尽管这的确须要一些查看，但请留神，在 list.stream().forEach(a) 的常见状况下，除了 forEach 自身之外，不会在任何中央进行查看或其余计算。* 其余不太罕用的办法不能利用这些流线化中的大部分。*/
private int index;
private int fence;
private int expectedModCount;
/** 创立笼罩给定范畴的新拆分器. */
ArrayListSpliterator(int origin, int fence, int expectedModCount) {
this.index = origin;
this.fence = fence;
this.expectedModCount = expectedModCount;
}
public ArrayListSpliterator trySplit() {int hi = getFence(), lo = index, mid = (lo + hi) >>> 1;
return (lo >= mid)
? null
: new ArrayListSpliterator(lo, index = mid, expectedModCount); // divide range in half unless too small
}
public boolean tryAdvance(Consumer<? super E> action) {if(action == null) {throw new NullPointerException();
}
int hi = getFence(), i = index;
if(i<hi) {
index = i + 1;
@SuppressWarnings("unchecked")
E e = (E) elementData[i];
action.accept(e);
if(modCount != expectedModCount) {throw new ConcurrentModificationException();
}
return true;
}
return false;
}
public void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) {int i, hi, mc; // 提升机拜访和查看循环 首发 Github 开源我的项目: [Java 超神之路] <https://github.com/shaoxiongdu/java-notes>
Object[] a;
if(action == null) {throw new NullPointerException();
}
if((a = elementData) != null) {if((hi = fence)<0) {
mc = modCount;
hi = size;
} else
mc = expectedModCount;
if((i = index) >= 0 && (index = hi)<=a.length) {for(; i<hi; ++i) {@SuppressWarnings("unchecked")
E e = (E) a[i];
action.accept(e);
}
if(modCount == mc) {return;}
}
}
throw new ConcurrentModificationException();}
public long estimateSize() {return getFence() - index;
}
public int characteristics() {return Spliterator.ORDERED | Spliterator.SIZED | Spliterator.SUBSIZED;}
private int getFence() { // initialize fence to size on first use
int hi; // (a specialized variant appears in method forEach)
if((hi = fence)<0) {
expectedModCount = modCount;
hi = fence = size;
}
return hi;
}
}
// 子视图
private static class SubList<E> extends AbstractList<E> implements RandomAccess {
private final ArrayList<E> root;
private final SubList<E> parent;
private final int offset;
private int size;
/**
* 结构任意 ArrayList 的子列表。*/
public SubList(ArrayList<E> root, int fromIndex, int toIndex) {
this.root = root;
this.parent = null;
this.offset = fromIndex;
this.size = toIndex - fromIndex;
this.modCount = root.modCount;
}
/**
* 结构另一个 SubList 的子列表。*/
private SubList(SubList<E> parent, int fromIndex, int toIndex) {
this.root = parent.root;
this.parent = parent;
this.offset = parent.offset + fromIndex;
this.size = toIndex - fromIndex;
this.modCount = root.modCount;
}
public E set(int index, E element) {Objects.checkIndex(index, size);
checkForComodification();
E oldValue = root.elementData(offset + index);
root.elementData[offset + index] = element;
return oldValue;
}
public E get(int index) {Objects.checkIndex(index, size);
checkForComodification();
return root.elementData(offset + index);
}
public int size() {checkForComodification();
return size;
}
public void add(int index, E element) {rangeCheckForAdd(index);
checkForComodification();
root.add(offset + index, element);
updateSizeAndModCount(1);
}
public E remove(int index) {Objects.checkIndex(index, size);
checkForComodification();
E result = root.remove(offset + index);
updateSizeAndModCount(-1);
return result;
}
public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {return addAll(this.size, c);
}
public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {rangeCheckForAdd(index);
int cSize = c.size();
if(cSize == 0) {return false;}
checkForComodification();
root.addAll(offset + index, c);
updateSizeAndModCount(cSize);
return true;
}
public void replaceAll(UnaryOperator<E> operator) {root.replaceAllRange(operator, offset, offset + size);
}
public boolean removeAll(Collection<?> c) {return batchRemove(c, false);
}
public boolean retainAll(Collection<?> c) {return batchRemove(c, true);
}
public boolean removeIf(Predicate<? super E> filter) {checkForComodification();
int oldSize = root.size;
boolean modified = root.removeIf(filter, offset, offset + size);
if(modified) {updateSizeAndModCount(root.size - oldSize);
}
return modified;
}
public Object[] toArray() {checkForComodification();
return Arrays.copyOfRange(root.elementData, offset, offset + size);
}
@SuppressWarnings("unchecked")
public <T> T[] toArray(T[] a) {checkForComodification();
if(a.length<size) {return (T[]) Arrays.copyOfRange(root.elementData, offset, offset + size, a.getClass());
}
System.arraycopy(root.elementData, offset, a, 0, size);
if(a.length>size) {a[size] = null;
}
return a;
}
public boolean equals(Object o) {if(o == this) {return true;}
if(!(o instanceof List)) {return false;}
boolean equal = root.equalsRange((List<?>) o, offset, offset + size);
checkForComodification();
return equal;
}
public int hashCode() {int hash = root.hashCodeRange(offset, offset + size);
checkForComodification();
return hash;
}
public int indexOf(Object o) {int index = root.indexOfRange(o, offset, offset + size);
checkForComodification();
return index >= 0 ? index - offset : -1;
}
public int lastIndexOf(Object o) {int index = root.lastIndexOfRange(o, offset, offset + size);
checkForComodification();
return index >= 0 ? index - offset : -1;
}
public boolean contains(Object o) {return indexOf(o) >= 0;
}
public Iterator<E> iterator() {return listIterator();
}
/**
* 返回实现 接口的加强迭代器 (指定索引地位)
* @param index
* @return
*/
public ListIterator<E> listIterator(int index) {checkForComodification();
rangeCheckForAdd(index);
return new ListIterator<E>() {
int cursor = index;
int lastRet = -1;
int expectedModCount = root.modCount;
public boolean hasNext() {return cursor != SubList.this.size;}
@SuppressWarnings("unchecked")
public E next() {checkForComodification();
int i = cursor;
if(i >= SubList.this.size) {throw new NoSuchElementException();
}
Object[] elementData = root.elementData;
if(offset + i >= elementData.length) {throw new ConcurrentModificationException();
}
cursor = i + 1;
return (E) elementData[offset + (lastRet = i)];
}
public boolean hasPrevious() {return cursor != 0;}
@SuppressWarnings("unchecked")
public E previous() {checkForComodification();
int i = cursor - 1;
if(i<0) {throw new NoSuchElementException();
}
Object[] elementData = root.elementData;
if(offset + i >= elementData.length) {throw new ConcurrentModificationException();
}
cursor = i;
return (E) elementData[offset + (lastRet = i)];
}
public void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) {Objects.requireNonNull(action);
final int size = SubList.this.size;
int i = cursor;
if(i<size) {final Object[] es = root.elementData;
if(offset + i >= es.length) {throw new ConcurrentModificationException();
}
for(; i<size && modCount == expectedModCount; i++) {action.accept(elementAt(es, offset + i));
}
// update once at end to reduce heap write traffic
cursor = i;
lastRet = i - 1;
checkForComodification();}
}
public int nextIndex() {return cursor;}
public int previousIndex() {return cursor - 1;}
public void remove() {if(lastRet<0) {throw new IllegalStateException();
}
checkForComodification();
try {SubList.this.remove(lastRet);
cursor = lastRet;
lastRet = -1;
expectedModCount = root.modCount;
} catch(IndexOutOfBoundsException ex) {throw new ConcurrentModificationException();
}
}
public void set(E e) {if(lastRet<0) {throw new IllegalStateException();
}
checkForComodification();
try {root.set(offset + lastRet, e);
} catch(IndexOutOfBoundsException ex) {throw new ConcurrentModificationException();
}
}
public void add(E e) {checkForComodification();
try {
int i = cursor;
SubList.this.add(i, e);
cursor = i + 1;
lastRet = -1;
expectedModCount = root.modCount;
} catch(IndexOutOfBoundsException ex) {throw new ConcurrentModificationException();
}
}
final void checkForComodification() {if(root.modCount != expectedModCount) {throw new ConcurrentModificationException();
}
}
};
}
/**
* 截取指定地位的子数组并返回
* @param fromIndex
* @param toIndex
* @return
*/
public List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) {subListRangeCheck(fromIndex, toIndex, size);
return new SubList<>(this, fromIndex, toIndex);
}
public Spliterator<E> spliterator() {checkForComodification();
// 因为前期绑定，此处未应用 ArrayListSpliterator
return new Spliterator<E>() {
private int index = offset;
private int fence = -1;
private int expectedModCount;
public ArrayList<E>.ArrayListSpliterator trySplit() {int hi = getFence(), lo = index, mid = (lo + hi) >>> 1;
return (lo >= mid) ? null // 除非太小，否则将范畴分成两半
: root.new ArrayListSpliterator(lo, index = mid, expectedModCount);
}
public boolean tryAdvance(Consumer<? super E> action) {Objects.requireNonNull(action);
int hi = getFence(), i = index;
if(i<hi) {
index = i + 1;
@SuppressWarnings("unchecked")
E e = (E) root.elementData[i];
action.accept(e);
if(root.modCount != expectedModCount) {throw new ConcurrentModificationException();
}
return true;
}
return false;
}
public void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) {Objects.requireNonNull(action);
int i, hi, mc;
ArrayList<E> lst = root;
Object[] a;
if((a = lst.elementData) != null) {if((hi = fence)<0) {
mc = modCount;
hi = offset + size;
} else
mc = expectedModCount;
if((i = index) >= 0 && (index = hi)<=a.length) {for(; i<hi; ++i) {@SuppressWarnings("unchecked")
E e = (E) a[i];
action.accept(e);
}
if(lst.modCount == mc) {return;}
}
}
throw new ConcurrentModificationException();}
public long estimateSize() {return getFence() - index;
}
public int characteristics() {return Spliterator.ORDERED | Spliterator.SIZED | Spliterator.SUBSIZED;}
private int getFence() { // 首次应用时将围栏初始化为大小
int hi; // (一个专门的变体呈现在 forEach 办法中）if((hi = fence)<0) {
expectedModCount = modCount;
hi = fence = offset + size;
}
return hi;
}
};
}
protected void removeRange(int fromIndex, int toIndex) {checkForComodification();
root.removeRange(offset + fromIndex, offset + toIndex);
updateSizeAndModCount(fromIndex - toIndex);
}
/**
* 批量删除
* @param c
* @param complement 是否替换
* @return
*/
private boolean batchRemove(Collection<?> c, boolean complement) {checkForComodification();
int oldSize = root.size;
boolean modified = root.batchRemove(c, complement, offset, offset + size);
if(modified) {updateSizeAndModCount(root.size - oldSize);
}
return modified;
}
private void rangeCheckForAdd(int index) {if(index<0 || index>this.size) {throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
}
private String outOfBoundsMsg(int index) {return "Index:" + index + ", Size:" + this.size;}
/**
* 验证最新批改次数和记录的次数
*/
private void checkForComodification() {if(root.modCount != modCount) {throw new ConcurrentModificationException();
}
}
/**
* 修改元素个数和批改次数
* @param sizeChange
*/
private void updateSizeAndModCount(int sizeChange) {
SubList<E> slist = this;
do {
slist.size += sizeChange;
slist.modCount = root.modCount;
slist = slist.parent;
} while(slist != null);
}
}
}
关注一波，当前还会带来更多的源码剖析。让咱们一起在 java 超神之路上提高！
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