注:本系列文章中用到的jdk版本均为java8

ArrayList类图如下:

ArrayList的底层是由数组实现的,数组的特点是固定大小,而ArrayList实现了动静扩容

ArrayList局部变量如下,在上面的剖析中会用到这些变量。

/** * 默认容量 */private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;/** * 空的对象数组 */private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};/** * 无参结构器创立的空数组 */private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};/** * 存放数据的数组的缓存变量 */transient Object[] elementData;/** * 元素数量 */private int size;

一、初始化ArrayList

初始化ArrayList个别会应用以下两个结构器

1.1 无参结构器

初始化ArrayList的时候如果不指定大小,则会创立一个空数组。

public ArrayList() {    this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;}

1.2 指定数组大小的结构器

创立一个预估大小的数组,指定大小后只是指定了数组初始值的大小,不影响前面扩容,指定的益处就是能够节俭内存及工夫上的开销。

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);    }}

二、增加元素、动静扩容

ArrayList.add(E e)源码:

public boolean add(E e) {    ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!    elementData[size++] = e;    return true;}

add()elementData[size++] = e很好了解,就是将元素插入第size个地位,而后将size++,咱们重点来看看ensureCapacityInternal(size + 1)办法;

private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {    if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {        minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);    }    ensureExplicitCapacity(minCapacity);}

ensureCapacityInternal()办法中判断缓存变量elementData是否为空,也就是判断是否是第一次增加元素,如果是第一次增加元素,则设置初始化大小为默认容量10,否则为传入的参数。这个办法的目标就是获取初始化数组容量。获取到初始化容量后调用ensureExplicitCapacity(minCapacity)办法;

private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {    modCount++;    // overflow-conscious code    if (minCapacity - elementData.length > 0)        grow(minCapacity);}

ensureExplicitCapacity(minCapacity)办法用来判断是否须要扩容,如果第一次增加元素,minCapacity10elementData容量为0,那么就须要去扩容。调用grow(minCapacity)办法。

// 数组的最大容量private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;private void grow(int minCapacity) {    // overflow-conscious code    int oldCapacity = elementData.length;    // 扩容大小为原来数组长度的1.5倍    int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);    // 扩容容量比须要扩容的长度小,则应用须要扩容的容量    if (newCapacity - minCapacity < 0)        newCapacity = minCapacity;    // 扩容容量比最大数组长度大,则应用最大整数长度    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);}

grow(minCapacity)办法对数组进行扩容,扩容大小为原数组的1.5倍,如果计算出的扩容容量比须要的容量小,则扩容大小为须要的容量,如果扩容容量比数组最大容量大,则调用hugeCapacity(minCapacity)办法,将数组扩容为整数的最大长度,而后将elemetData数组指向新扩容的内存空间并将元素复制到新空间。

当须要的汇合容量特地大时,扩容1.5倍就会十分耗费空间,因而倡议初始化时预估一个容量大小。

三、删除元素

ArrayList提供两种删除元素的办法,能够通过索引元素进行删除。两种删除大同小异,删除元素后,将前面的元素一次向前挪动。

ArrayList.remove(int index)源码:

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;}

删除元素时,首先会判断索引是否大于ArrayList的大小,如果索引范畴正确,则将索引地位的下一个元素赋值到索引地位,将ArrayList的大小-1,最初返回移除的元素。操作图如下,如果我要移除索引为1的元素:

四、总结

ArrayList底层是数组实现的,能够进行动静扩容,扩容大小为原来的1.5倍,尽管能够通过动静扩容,然而数组十分大时会特地节约空间,因而倡议初始化时预估数组大小。ArrayList容许插入反复值和空值。ArrayList实现了RandomAccess接口,反对疾速随机拜访,就是能够通过索引疾速查到某个元素,因而遍历时应用for循环的形式效率更高。ArrayList是线程不平安的,能够通过Collections.synchronizedList将其转变为线程平安的汇合,不过个别不会应用,VectorCopyOnWriteArrayList是线程平安的,Vector性能个别,逐步被CopyOnWriteArrayList取代了。

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