JAVA提高第十篇 ArrayList深入分析

更新時(shí)間：2017年10月31日 08:56:58 作者：pony1223

這篇文章主要深入分析了JAVA提高第十篇ArrayList的相關(guān)資料，具有一定的參考價(jià)值，感興趣的小伙伴們可以參考一下

前面一章節(jié)，我們介紹了集合的類(lèi)圖，那么本節(jié)將學(xué)習(xí)Collection 接口中最常用的子類(lèi)ArrayList類(lèi)，本章分為下面幾部分講解（說(shuō)明本章采用的JDK1.6源碼進(jìn)行分析，因?yàn)閭€(gè)人認(rèn)為雖然JDK1.8進(jìn)行了部分改動(dòng)，但萬(wàn)變不離其宗，仍然采用的JDK1.6的引子進(jìn)行的優(yōu)化，因此學(xué)會(huì)了1.6對(duì)于1.8也就理解了）。

一、ArrayList 的常見(jiàn)功能

在分析ArrayList的源碼前，我們先看下ArrayList的常見(jiàn)的功能：

package study.collection;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Date;
import java.util.List;

public class TestDemo01
{
 public static void main(String[] args)
 {
  List list = new ArrayList();
  //ArrayList:底層實(shí)現(xiàn)時(shí)數(shù)組,線程不安全，效率高。所以，查詢(xún)快。修改、插入、刪除慢。
  //LinkedList:底層實(shí)現(xiàn)是鏈表,線程不安全，效率高。所以，查詢(xún)慢。修改、插入、刪除快。
  //Vector:線程安全的，效率低。
  
  list.add("aaa");
  list.add("aaa");
  list.add(new Date());
  list.add(new Dog());
  list.add(1234); //注意,list集合中只能添加引用類(lèi)型，這里包裝類(lèi)的：自動(dòng)裝箱！
  list.remove(new String("aaa"));
  System.out.println(list.size());
  for(int i=0;i<list.size();i++){
   System.out.println(list.get(i)); 
  }
  
  list.set(3, new String("3333"));
  list.add(4, new String("3333"));
  
  System.out.println(list.isEmpty());
  list.remove(new Dog());  //hashcode和equals
  System.out.println(list.size());
  
  List list2 = new ArrayList();
  list2.add("bbb");
  list2.add("ccc");
  
  list.add(list2);
  
  //跟順序的操作
  String str = (String) list.get(0);
  System.out.println(str); 
  list.set(1, "ababa");
  list.remove(0);
 }

}

class Dog
{
}

從上述可以看到了，ArrayList 接口中除了繼承自父類(lèi)Collection 接口中的方法外，還實(shí)現(xiàn)了List接口中擴(kuò)充的和索引相關(guān)的方法，這都源于其底層為數(shù)組結(jié)構(gòu)。

二、ArrayList 的重要的屬性

上面的部分列舉了ArrayList中常見(jiàn)的一些功能方法，那么這些方法又是如何使用的呢，下面我們將進(jìn)行源碼的剖析，在剖析前，我們可以自己思考下，我們知道ArrayList 是一個(gè)動(dòng)態(tài)擴(kuò)展的集合，之所以動(dòng)態(tài)擴(kuò)展的原因或者說(shuō)比數(shù)組強(qiáng)的地方肯定就在于數(shù)組的長(zhǎng)度是固定的，不能擴(kuò)展，這是數(shù)組的最大缺陷，所以才有了集合，那么ArrayList，那么其底層肯定也采用的是數(shù)組結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗蠥rrayList嘛，那么其重要的屬性之一，必然是定義了一個(gè)數(shù)組。如下：

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
  implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
{
 private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;

 /**
  * The array buffer into which the elements of the ArrayList are stored.
  * The capacity of the ArrayList is the length of this array buffer.
  */
 private transient Object[] elementData;

 /**
  * The size of the ArrayList (the number of elements it contains).
  *
  * @serial
  */
 private int size;

ArrayList就是一個(gè)以數(shù)組形式實(shí)現(xiàn)的集合，其元素的功能為：

private transient Object[] elementData; //ArrayList是基于數(shù)組的一個(gè)實(shí)現(xiàn)，elementData就是底層的數(shù)組

private int size; //ArrayList里面元素的個(gè)數(shù)，這里要注意一下，size是按照調(diào)用add、remove方法的次數(shù)進(jìn)行自增或者自減的，所以add了一個(gè)null進(jìn)入ArrayList，size也會(huì)加1

三、ArrayList 的構(gòu)造方法分析

在分析完上面的屬性后，我們緊接著來(lái)看下ArrayList的構(gòu)造方法：

/**
 *構(gòu)造一個(gè)具有指定容量的list
 */
public ArrayList(int initialCapacity) {
super();
 if (initialCapacity < 0)
  throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
           initialCapacity);
this.elementData = new Object[initialCapacity];
}

/**
 * 構(gòu)造一個(gè)初始容量為10的list,也就說(shuō)當(dāng)我們經(jīng)常采用new ArrayList()的時(shí)候,實(shí)際分配的大小就為10
 */
public ArrayList() {
this(10);
}

/**
 *構(gòu)造一個(gè)包含指定元素的list，這些元素的是按照Collection的迭代器返回的順序排列的
 */
public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
elementData = c.toArray();
size = elementData.length;
// c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652) 這里是因?yàn)閠oArray可能不一定是Object類(lèi)型的,因此判斷如果不是就進(jìn)行了拷貝轉(zhuǎn)換操作
if (elementData.getClass() != Object[].class)
 elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
}

可以看到，ArrayList 提供了三個(gè)構(gòu)造方法，分別的含義，已經(jīng)注釋到代碼上面了，那么想一下指定容量的構(gòu)造方法的意義，既然默認(rèn)為10就可以那么為什么還要提供一個(gè)可以指定容量大小的構(gòu)造方法呢？思考下，下面會(huì)說(shuō)到。

四、ArrayList 的常見(jiàn)方法分析

1.add 添加元素

添加的方法，共有四個(gè)，下面我們分別分析下其功能源碼：

/**
  *添加一個(gè)元素
  */
 public boolean add(E e) 
 {
  // 進(jìn)行擴(kuò)容檢查
  ensureCapacity(size + 1); // Increments modCount!!
  //將e增加至list的數(shù)據(jù)尾部，容量+1
  elementData[size++] = e;
  return true;
 }
 
 
  /**
  *在指定位置添加一個(gè)元素
  */
 public void add(int index, E element) {
   // 判斷索引是否越界
 if (index > size || index < 0)
  throw new IndexOutOfBoundsException(
  "Index: "+index+", Size: "+size);
// 進(jìn)行擴(kuò)容檢查
 ensureCapacity(size+1); // Increments modCount!!
  // 對(duì)數(shù)組進(jìn)行復(fù)制處理，目的就是空出index的位置插入element，并將index后的元素位移一個(gè)位置
 System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
    size - index);
 // 將指定的index位置賦值為element
 elementData[index] = element;
  // list容量+1
 size++;
 }
 
 
 /**
  *增加一個(gè)集合元素
  */
 public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
  //將c轉(zhuǎn)換為數(shù)組
 Object[] a = c.toArray();
  int numNew = a.length;
  //擴(kuò)容檢查
 ensureCapacity(size + numNew); // Increments modCount
 //將c添加至list的數(shù)據(jù)尾部
  System.arraycopy(a, 0, elementData, size, numNew);
   //更新當(dāng)前容器大小
  size += numNew;
 return numNew != 0;
 }
 
 
 /**
  * 在指定位置，增加一個(gè)集合元素
  */
 public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
 if (index > size || index < 0)
  throw new IndexOutOfBoundsException(
  "Index: " + index + ", Size: " + size);

 Object[] a = c.toArray();
 int numNew = a.length;
 ensureCapacity(size + numNew); // Increments modCount

 // 計(jì)算需要移動(dòng)的長(zhǎng)度（index之后的元素個(gè)數(shù)）
 int numMoved = size - index;
  // 數(shù)組復(fù)制，空出第index到index+numNum的位置，即將數(shù)組index后的元素向右移動(dòng)numNum個(gè)位置
 if (numMoved > 0)
  System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + numNew,
     numMoved);
// 將要插入的集合元素復(fù)制到數(shù)組空出的位置中
  System.arraycopy(a, 0, elementData, index, numNew);
 size += numNew;
 return numNew != 0;
 }
 
 
 /**
  * 數(shù)組容量檢查，不夠時(shí)則進(jìn)行擴(kuò)容
  */
 public void ensureCapacity( int minCapacity) {
  modCount++;
  // 當(dāng)前數(shù)組的長(zhǎng)度
  int oldCapacity = elementData.length;
  // 最小需要的容量大于當(dāng)前數(shù)組的長(zhǎng)度則進(jìn)行擴(kuò)容
  if (minCapacity > oldCapacity) {
   Object oldData[] = elementData;
   // 新擴(kuò)容的數(shù)組長(zhǎng)度為舊容量的1.5倍+1
   int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1;
   // 如果新擴(kuò)容的數(shù)組長(zhǎng)度還是比最小需要的容量小，則以最小需要的容量為長(zhǎng)度進(jìn)行擴(kuò)容
   if (newCapacity < minCapacity)
    newCapacity = minCapacity;
   // minCapacity is usually close to size, so this is a win:
   // 進(jìn)行數(shù)據(jù)拷貝，Arrays.copyOf底層實(shí)現(xiàn)是System.arrayCopy()
   elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
  }
 }

2.remove 刪除

/**
  * 根據(jù)索引位置刪除元素
  */
 public E remove(int index) {
  // 數(shù)組越界檢查
  RangeCheck(index);
 
  modCount++;
  // 取出要?jiǎng)h除位置的元素，供返回使用
  E oldValue = (E) elementData[index];
  // 計(jì)算數(shù)組要復(fù)制的數(shù)量
  int numMoved = size - index - 1;
  // 數(shù)組復(fù)制，就是將index之后的元素往前移動(dòng)一個(gè)位置
  if (numMoved > 0)
   System. arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
       numMoved);
  // 將數(shù)組最后一個(gè)元素置空（因?yàn)閯h除了一個(gè)元素，然后index后面的元素都向前移動(dòng)了，所以最后一個(gè)就沒(méi)用了），好讓gc盡快回收
  // 不要忘了size減一
  elementData[--size ] = null; // Let gc do its work
 
  return oldValue;
 }
 
 /**
  * 根據(jù)元素內(nèi)容刪除，只刪除匹配的第一個(gè)
  */
 public boolean remove(Object o) {
  // 對(duì)要?jiǎng)h除的元素進(jìn)行null判斷
  // 對(duì)數(shù)據(jù)元素進(jìn)行遍歷查找，知道找到第一個(gè)要?jiǎng)h除的元素，刪除后進(jìn)行返回，如果要?jiǎng)h除的元素正好是最后一個(gè)那就慘了，時(shí)間復(fù)雜度可達(dá)O(n) 。。。
  if (o == null) {
   for (int index = 0; index < size; index++)
    // null值要用==比較
    if (elementData [index] == null) {
     fastRemove(index);
     return true;
    }
  } else {
   for (int index = 0; index < size; index++)
    // 非null當(dāng)然是用equals比較了
    if (o.equals(elementData [index])) {
     fastRemove(index);
     return true;
    }
  }
  return false;
 }
 
 /*
  * Private remove method that skips bounds checking and does not
  * return the value removed.
  */
 private void fastRemove(int index) {
  modCount++;
  // 原理和之前的add一樣，還是進(jìn)行數(shù)組復(fù)制，將index后的元素向前移動(dòng)一個(gè)位置，不細(xì)解釋了，
  int numMoved = size - index - 1;
  if (numMoved > 0)
   System. arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
        numMoved);
  elementData[--size ] = null; // Let gc do its work
 }
 
 /**
  * 數(shù)組越界檢查
  */
 private void RangeCheck(int index) {
  if (index >= size )
   throw new IndexOutOfBoundsException(
    "Index: "+index+", Size: " +size);
 }

分析：

增加和刪除方法到這里就解釋完了，代碼是很簡(jiǎn)單，主要需要特別關(guān)心的就兩個(gè)地方：1.數(shù)組擴(kuò)容，2.數(shù)組復(fù)制，這兩個(gè)操作都是極費(fèi)效率的，最慘的情況下(添加到list第一個(gè)位置，刪除list最后一個(gè)元素或刪除list第一個(gè)索引位置的元素)時(shí)間復(fù)雜度可達(dá)O(n)。

還記得上面那個(gè)坑嗎（為什么提供一個(gè)可以指定容量大小的構(gòu)造方法）？看到這里是不是有點(diǎn)明白了呢，簡(jiǎn)單解釋下：如果數(shù)組初試容量過(guò)小，假設(shè)默認(rèn)的10個(gè)大小，而我們使用ArrayList的主要操作時(shí)增加元素，不斷的增加，一直增加，不停的增加，會(huì)出現(xiàn)上面后果？那就是數(shù)組容量不斷的受挑釁，數(shù)組需要不斷的進(jìn)行擴(kuò)容，擴(kuò)容的過(guò)程就是數(shù)組拷貝System.arraycopy的過(guò)程，每一次擴(kuò)容就會(huì)開(kāi)辟一塊新的內(nèi)存空間和數(shù)據(jù)的復(fù)制移動(dòng)，這樣勢(shì)必對(duì)性能造成影響。那么在這種以寫(xiě)為主（寫(xiě)會(huì)擴(kuò)容，刪不會(huì)縮容）場(chǎng)景下，提前預(yù)知性的設(shè)置一個(gè)大容量，便可減少擴(kuò)容的次數(shù)，提高了性能。

數(shù)組擴(kuò)容伴隨著開(kāi)辟新建的內(nèi)存空間以創(chuàng)建新數(shù)組然后進(jìn)行數(shù)據(jù)復(fù)制，而數(shù)組復(fù)制不需要開(kāi)辟新內(nèi)存空間，只需將數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)制。

上面講增加元素可能會(huì)進(jìn)行擴(kuò)容，而刪除元素卻不會(huì)進(jìn)行縮容，如果在已刪除為主的場(chǎng)景下使用list，一直不停的刪除而很少進(jìn)行增加，那么會(huì)出現(xiàn)什么情況？再或者數(shù)組進(jìn)行一次大擴(kuò)容后，我們后續(xù)只使用了幾個(gè)空間，會(huì)出現(xiàn)上面情況？當(dāng)然是空間浪費(fèi)啦啦啦，怎么辦呢？

/**
  * 將底層數(shù)組的容量調(diào)整為當(dāng)前實(shí)際元素的大小，來(lái)釋放空間。
  */
 public void trimToSize() {
  modCount++;
  // 當(dāng)前數(shù)組的容量
  int oldCapacity = elementData .length;
  // 如果當(dāng)前實(shí)際元素大小 小于 當(dāng)前數(shù)組的容量，則進(jìn)行縮容
  if (size < oldCapacity) {
   elementData = Arrays.copyOf( elementData, size );
  }

3.更新 set

/**
  * 將指定位置的元素更新為新元素
  */
 public E set( int index, E element) {
  // 數(shù)組越界檢查
  RangeCheck(index);
 
  // 取出要更新位置的元素，供返回使用
  E oldValue = (E) elementData[index];
  // 將該位置賦值為行的元素
  elementData[index] = element;
  // 返回舊元素
  return oldValue;
 }

4.查找

/**
  * 查找指定位置上的元素
  */
 public E get( int index) {
  RangeCheck(index);
 
  return (E) elementData [index];
 }

由于ArrayList使用數(shù)組實(shí)現(xiàn)，更新和查找直接基于下標(biāo)操作，變得十分簡(jiǎn)單。

5.是否包含.

/**
  * Returns <tt>true</tt> if this list contains the specified element.
  * More formally, returns <tt>true</tt> if and only if this list contains
  * at least one element <tt>e</tt> such that
  * <tt>(o==null ? e==null : o.equals(e))</tt>.
  *
  * @param o element whose presence in this list is to be tested
  * @return <tt> true</tt> if this list contains the specified element
  */
 public boolean contains(Object o) {
  return indexOf(o) >= 0;
 }
 
 /**
  * Returns the index of the first occurrence of the specified element
  * in this list, or -1 if this list does not contain the element.
  * More formally, returns the lowest index <tt>i</tt> such that
  * <tt>(o==null ? get(i)==null : o.equals(get(i)))</tt>,
  * or -1 if there is no such index.
  */
 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;
 }
 
 /**
  * Returns the index of the last occurrence of the specified element
  * in this list, or -1 if this list does not contain the element.
  * More formally, returns the highest index <tt>i</tt> such that
  * <tt>(o==null ? get(i)==null : o.equals(get(i)))</tt>,
  * or -1 if there is no such index.
  */
 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;
 }

contains主要是檢查indexOf，也就是元素在list中出現(xiàn)的索引位置也就是數(shù)組下標(biāo)，再看indexOf和lastIndexOf代碼是不是很熟悉，沒(méi)錯(cuò)，和public booleanremove(Object o) 的代碼一樣，都是元素null判斷，都是循環(huán)比較。

6.容量判斷

/**
  * Returns the number of elements in this list.
  *
  * @return the number of elements in this list
  */
 public int size() {
  return size ;
 }
 
 /**
  * Returns <tt>true</tt> if this list contains no elements.
  *
  * @return <tt> true</tt> if this list contains no elements
  */
 public boolean isEmpty() {
  return size == 0;
 }

說(shuō)明：modCount 是干什么的，怎么到處都在操作這個(gè)變量，還有遍歷呢，為啥不講？由于iterator遍歷相對(duì)比較復(fù)雜，而且iterator 是GoF經(jīng)典設(shè)計(jì)模式比較重要的一個(gè)，之后會(huì)對(duì)iterator單獨(dú)分析。

五、transient 分析和 ArrayList的優(yōu)缺點(diǎn)

1.ArrayList的優(yōu)缺點(diǎn)

1、ArrayList底層以數(shù)組實(shí)現(xiàn)，是一種隨機(jī)訪問(wèn)模式，再加上它實(shí)現(xiàn)了RandomAccess接口，因此查找也就是get的時(shí)候非常快

2、ArrayList在順序添加一個(gè)元素的時(shí)候非常方便，只是往數(shù)組里面添加了一個(gè)元素而已

不過(guò)ArrayList的缺點(diǎn)也十分明顯：

1、刪除元素的時(shí)候，涉及到一次元素復(fù)制，如果要復(fù)制的元素很多，那么就會(huì)比較耗費(fèi)性能

2、插入元素的時(shí)候，涉及到一次元素復(fù)制，如果要復(fù)制的元素很多，那么就會(huì)比較耗費(fèi)性能

因此，ArrayList比較適合順序添加、隨機(jī)訪問(wèn)的場(chǎng)景。

2.ArrayList和Vector的區(qū)別

ArrayList是線程非安全的，這很明顯，因?yàn)锳rrayList中所有的方法都不是同步的，在并發(fā)下一定會(huì)出現(xiàn)線程安全問(wèn)題。那么我們想要使用ArrayList并且讓它線程安全怎么辦？一個(gè)方法是用Collections.synchronizedList方法把你的ArrayList變成一個(gè)線程安全的List，比如：

List<String> synchronizedList = Collections.synchronizedList(list);
synchronizedList.add("aaa");
synchronizedList.add("bbb");
for (int i = 0; i < synchronizedList.size(); i++)
{
 System.out.println(synchronizedList.get(i));
}

另一個(gè)方法就是Vector，它是ArrayList的線程安全版本，其實(shí)現(xiàn)90%和ArrayList都完全一樣，區(qū)別在于：

1、Vector是線程安全的，ArrayList是線程非安全的

2、Vector可以指定增長(zhǎng)因子，如果該增長(zhǎng)因子指定了，那么擴(kuò)容的時(shí)候會(huì)每次新的數(shù)組大小會(huì)在原數(shù)組的大小基礎(chǔ)上加上增長(zhǎng)因子；如果不指定增長(zhǎng)因子，那么就給原數(shù)組大小

3.為什么ArrayList的elementData是用transient修飾的？

private transient Object[] elementData;

為什么elementData是使用transient修飾的呢？我們看一下ArrayList的定義：

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
  implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable

看到ArrayList實(shí)現(xiàn)了Serializable接口，這意味著ArrayList是可以被序列化的，用transient修飾elementData意味著我不希望elementData數(shù)組被序列化。這是為什么？因?yàn)樾蛄谢疉rrayList的時(shí)候，ArrayList里面的elementData未必是滿(mǎn)的，比方說(shuō)elementData有10的大小，但是我只用了其中的3個(gè)，那么是否有必要序列化整個(gè)elementData呢？顯然沒(méi)有這個(gè)必要，因此ArrayList中重寫(xiě)了writeObject方法：

private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
  throws java.io.IOException{
// Write out element count, and any hidden stuff
int expectedModCount = modCount;
s.defaultWriteObject();
  // Write out array length
  s.writeInt(elementData.length);
 // Write out all elements in the proper order.
for (int i=0; i<size; i++)
   s.writeObject(elementData[i]);
 if (modCount != expectedModCount) {
   throw new ConcurrentModificationException();
 }
}

每次序列化的時(shí)候調(diào)用這個(gè)方法，先調(diào)用defaultWriteObject()方法序列化ArrayList中的非transient元素，elementData不去序列化它，然后遍歷elementData，只序列化那些有的元素，這樣：

1、加快了序列化的速度

2、減小了序列化之后的文件大小

六、自己編寫(xiě)一個(gè)MyArrayList

package study.collection;

import java.util.Arrays;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
import java.util.ListIterator;

public class MyArrayList implements List {

 //底層用一個(gè)數(shù)組接收
 private Object[] elementData;
 
 //用于記錄集合的元素個(gè)數(shù)
 private int size;
 
 /**
  * 無(wú)參數(shù)構(gòu)造,默認(rèn)為大小10
  */
 public MyArrayList() 
 {
  this(10);
 }
 
 /**
  * 初始化帶容量的構(gòu)造方法
  * @param cap
  */
 public MyArrayList(int cap)
 {
  super();
  if(cap < 0)
  {
   throw new IllegalArgumentException("Illegal cap: "+
     cap);
  }
  elementData = new Object[cap];
 }

 @Override
 public boolean add(Object e) {
  //1.添加之前確認(rèn)集合中的大小是夠,因此擴(kuò)容判斷
  ensureCapacity(size +1); //添加元素一個(gè)一個(gè)添加,因此size+1;
  //2.填充元素
  elementData[size++] = e;
  return true;
 }

 /**
  * 擴(kuò)容判斷,因?yàn)橹灰砑釉?就需要判斷容器的大小是否滿(mǎn)足
  * @param i
  */
 private void ensureCapacity(int minCapacity) {
  //擴(kuò)容前,需要獲取當(dāng)前的數(shù)組元素的大小
  int oldCapacity = elementData.length;
  //只有當(dāng)前的容量不滿(mǎn)足,則擴(kuò)容處理
  if(oldCapacity < minCapacity)
  {
   //新大小的比例,采用原來(lái)大小的1.5倍
   int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1;
   //如果新算出來(lái)的大小不滿(mǎn)足當(dāng)前需要擴(kuò)容的大小,則就以用戶(hù)需要的為主,如果以滿(mǎn)足則以算出來(lái)的最佳大小為主
   if(newCapacity < minCapacity)
   {
    newCapacity = minCapacity; 
   }
   //比例算好后,開(kāi)始執(zhí)行數(shù)組的拷貝操作
   Arrays.copyOf(elementData, newCapacity,Object[].class);
  }
 }

 @Override
 public void add(int index, Object element) {
  //添加指定位置,首先需要做的就是確保索引滿(mǎn)足要求,如果要添加的索引超過(guò)了元素個(gè)數(shù)中的大小
  if(index > size || index < 0)
  {
   throw new IndexOutOfBoundsException(
     "Index: "+index+", Size: "+size);
  }
  //如果沒(méi)有超過(guò),那么就需要開(kāi)始添加元素,這個(gè)時(shí)候同樣需要判斷擴(kuò)容
  ensureCapacity(size +1); //添加元素一個(gè)一個(gè)添加,因此size+1;
  //接著需要做的事情是需要將原來(lái)位于index 位置的元素,向后面移動(dòng)
  //首先判斷,index的后面是否還有元素
  int modNum = size - index;
  if(modNum > 0)
  {
   System.arraycopy(elementData, index, elementData, index+1, size - index);
  }
  //如果沒(méi)有元素或者已經(jīng)拷貝完成,則直接在對(duì)應(yīng)的索引處放置元素即可
  elementData[index] = element;
  //元素個(gè)數(shù)加+1
  size++;
 }

 @Override
 public boolean addAll(Collection c) {
  //添加集合元素,首先需要將集合轉(zhuǎn)換為數(shù)組,計(jì)算出數(shù)組的大小
  Object[] a = c.toArray();
  //計(jì)算出需要的長(zhǎng)度
  int numNew = a.length;
  //開(kāi)始擴(kuò)容判斷
  ensureCapacity(size +numNew); //添加元素的個(gè)數(shù)為numNew
  //開(kāi)始數(shù)組拷貝
  System.arraycopy(a, 0, elementData, size, numNew);
  size += numNew;
  return numNew != 0;
 }

 @Override
 public boolean addAll(int index, Collection c) {
  //首先索引的正確性
  if (index > size || index < 0)
   throw new IndexOutOfBoundsException(
   "Index: " + index + ", Size: " + size);
  //添加的元素集合轉(zhuǎn)換為數(shù)組,計(jì)算要拷貝的長(zhǎng)度,準(zhǔn)備擴(kuò)容
  Object[] a = c.toArray();
  int numNew = a.length;
  ensureCapacity(size + numNew); // Increments modCount
  //因?yàn)槭侵付ㄎ恢脭U(kuò)容,因此需要判斷下index后面是否有元素
  int numMoved = size - index;
  //如果大于0,說(shuō)明要先空出位置來(lái)給a數(shù)組
  if(numMoved > 0)
  {
   System.arraycopy(elementData, index, elementData, index+1, size-index);
  }
  //空出為位置后,然后將集合的元素放到空出的位置上面
  System.arraycopy(a, 0, elementData,index, numNew);
  size += numNew;
  return numNew != 0;
 }

 @Override
 public void clear() {
  for (int i = 0; i < size; i++)
   elementData[i] = null;
  size = 0;
 }

 @Override
 public boolean contains(Object o) {
  return indexOf(o) >= 0;
 }

 @Override
 public boolean containsAll(Collection c) {
  //迭代器暫不去實(shí)現(xiàn)
  return false;
 }

 @Override
 public Object get(int index) {
  //對(duì)于數(shù)組而言,根據(jù)索引獲取元素非常簡(jiǎn)單,但需要先檢查inde的合法性,避免越界
  RangeCheck(index);
  return elementData[index];
 }

 private void RangeCheck(int index) {
  if (index >= size)
   throw new IndexOutOfBoundsException(
   "Index: "+index+", Size: "+size);
  }
 
 @Override
 public int indexOf(Object o) {
  //循環(huán)遍歷,找出元素,注意是equals比較
  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;
 }

 @Override
 public boolean isEmpty() {
  return size == 0;
 }

 @Override
 public Iterator iterator() {
  //涉及迭代器,暫不去關(guān)注
  return null;
 }

 @Override
 public int lastIndexOf(Object o) {
  //反向獲取,則反向循環(huán)
  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;
  
 }

 @Override
 public ListIterator listIterator() {
  //涉及迭代器,暫不去關(guān)注
  return null;
 }

 @Override
 public ListIterator listIterator(int index) {
  //涉及迭代器,暫不去關(guān)注
  return null;
 }

 @Override
 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;
 }

 //找到指定的索引開(kāi)始刪除
 private void fastRemove(int index) {
  int numMoved = size - index - 1;
  if (numMoved > 0)
   System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
        numMoved);
  elementData[--size] = null; 
  
 }

 @Override
 public Object remove(int index) {
  //合法性檢查
  RangeCheck(index);
  //取出原來(lái)老的元素,以便返回
  Object oldValue = elementData[index];
  //需要開(kāi)始拷貝數(shù)組,因?yàn)閯h除了索引處的元素,那么則需要向前移動(dòng)元素
  //需要看后面有沒(méi)有移動(dòng)的元素,-1 是減去當(dāng)前這個(gè)刪除的元素
  int numMoved = size - index - 1;
  if (numMoved > 0)
   System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
      numMoved);//從index+1 開(kāi)始拷貝到 index 處
  elementData[--size] = null; //元素個(gè)數(shù)減去一,同事最后一個(gè)位置置空,等待垃圾回收
  
  return oldValue;
 }

 @Override
 public boolean removeAll(Collection c) {
  ////涉及迭代器,暫不去關(guān)注
  return false;
 }

 @Override
 public boolean retainAll(Collection c) {
 ////涉及迭代器,暫不去關(guān)注
  return false;
 }

 @Override
 public Object set(int index, Object element) {
  RangeCheck(index);

  Object oldValue = elementData[index];
  elementData[index] = element;
  return oldValue;
 }

 @Override
 public int size() {
  return size;
 }

 @Override
 public List subList(int fromIndex, int toIndex) {
 ////涉及迭代器,暫不去關(guān)注
  return null;
 }

 @Override
 public Object[] toArray() {
   return Arrays.copyOf(elementData, size);
 }

 @Override
 public Object[] toArray(Object[] a) {
  if (a.length < size)
   // Make a new array of a's runtime type, but my contents:
   return Arrays.copyOf(elementData, size, a.getClass());
  System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, size);
  if (a.length > size)
   a[size] = null;
  return a;
 }

 //測(cè)試
 public static void main(String[] args) 
 {
  MyArrayList list = new MyArrayList();
  list.add("333");
  list.add("444");
  list.add("5");
  list.add("344433");
  list.add("333");
  list.add("333");
  System.out.println(list.size()); 
//  System.out.println(list.get(6));
  list.remove("444");
  System.out.println(list.size());
 }
}

說(shuō)明：其他關(guān)于JDK1.6 和 1.7 和 1.8 的區(qū)別可以看：

JDK1.8、JDK1.7、JDK1.6區(qū)別看這里

以上就是本文的全部?jī)?nèi)容，希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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