Java中ArrayList的工作原理詳解
1.ArrayList
以數(shù)組實現(xiàn)。節(jié)約空間,但數(shù)組有容量限制。超出限制時會增加50%容量,用System.arraycopy()復制到新的數(shù)組。因此最好能給出數(shù)組大小的預估值。默認第一次插入元素時創(chuàng)建大小為10的數(shù)組。按數(shù)組下標訪問元素-get(i)、set(i,e)的性能很高,這是數(shù)組的基本優(yōu)勢。如果按下標插入元素、刪除元素-add(i,e)、remove(i)、remove(e),則要用System.arraycopy()來復制移動部分受影響的元素,性能就變差了。越是前面的元素,修改時要移動的元素越多。直接在數(shù)組末尾加入元素-常用的add(e),刪除最后一個元素則無影響。
ArrayList是一個相對來說比較簡單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),最重要的一點就是它的自動擴容。
2.構(gòu)造方法
ArrayList提供了三個構(gòu)造方法:
ArrayList(int initialCapacity):指定容量 ArrayList():構(gòu)造一個默認容量為10的ArrayList ArrayList(Collection<? extends E> c):構(gòu)造一個指定Collection的ArrayList
3.add
// 添加指定元素到list末尾 public boolean add(E e) { // 檢查是否需要擴容 ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!! // 賦值 elementData[size++] = e; return true; } private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) { if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) { // 比較默認的容量10和傳入的容量,返回大點的數(shù) minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity); } //擴容 ensureExplicitCapacity(minCapacity); } private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) { // 記錄修改次數(shù) modCount++; // overflow-conscious code if (minCapacity - elementData.length > 0) grow(minCapacity); } private void grow(int minCapacity) { // overflow-conscious code // 記錄當前l(fā)ist的容量 int oldCapacity = elementData.length; // 擴展為原來的1.5倍 int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); // 如果擴展1.5倍還不能滿足,直接擴展為需求值 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); }
也就是說,當增加數(shù)據(jù)的時候,如果ArrayList的大小已經(jīng)不滿足需求時,那么數(shù)組大小就會變?yōu)樵瓉淼?.5倍,之后就是把老的數(shù)據(jù)拷貝新的數(shù)組里面。例如我創(chuàng)建的list的容量時10,當我們已經(jīng)添加了10個元素的之后,再添加就會進行自動擴容到15。
get,set
public E get(int index) { rangeCheck(index); return elementData(index); } public E set(int index, E element) { rangeCheck(index); E oldValue = elementData(index); elementData[index] = element; return oldValue; }
get()和set()就比較簡單了,進行范圍檢查后就可以進行對應的操作了。由于ArrayList是動態(tài)數(shù)組,所以我們完全可以根據(jù)下標來獲取ArrayList中的元素,而且速度還比較快,故ArrayList長于隨機訪問。
remove
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; }
remove()首先進行范圍檢查,然后計算移動的開始位置,如果大于0的話就進行移動并返回舊值
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