Java ArrayList源碼深入分析
1.ArrayList 是基數(shù)組結(jié)構(gòu)的,需要連續(xù)的內(nèi)存空間
從構(gòu)造函數(shù)可以看出,ArrayList內(nèi)部用一個(gè)Object數(shù)組來(lái)保存數(shù)據(jù)。
對(duì)于無(wú)參構(gòu)造,ArrayList會(huì)創(chuàng)建一個(gè)大小為10的初始數(shù)組,第一次擴(kuò)容時(shí)會(huì)創(chuàng)建默認(rèn)大小數(shù)組。
//無(wú)參構(gòu)造函數(shù),會(huì)構(gòu)造一個(gè)空數(shù)組。第一次擴(kuò)容時(shí)會(huì)創(chuàng)默認(rèn)大小為10的數(shù)組 private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {}; transient Object[] elementData; public ArrayList() { this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA; } private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {}; //如果給定集合大小,會(huì)創(chuàng)建一個(gè)對(duì)應(yīng)大小的數(shù)組 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); } }
2.對(duì)于set和get方法ArrayList效率高,因?yàn)榭梢灾苯油ㄟ^(guò)下標(biāo)獲取存儲(chǔ)對(duì)象。
//直接通過(guò)角標(biāo)從數(shù)組中取出元素 public E get(int index) { if (index >= size) throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index)); return (E) elementData[index]; } //set 方法,直接通過(guò)index 拿到元素,進(jìn)行修改就行。 public E set(int index, E element) { if (index >= size) throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index)); E oldValue = (E) elementData[index]; elementData[index] = element; return oldValue; }
3.對(duì)于add方法,有兩種情況:
第一種是在尾部添加,不需要移動(dòng)數(shù)組。
//Add 方法 ,在末端插入不需要 public boolean add(E e) { ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!! elementData[size++] = e; return true; }
第二種情況在指定位置添加或插入數(shù)據(jù),則需要移動(dòng)數(shù)組,效率比較低。如果插入在第0個(gè)位置則需要移動(dòng)整個(gè)數(shù)組。
public void add(int index, E element) { if (index > size || index < 0) throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index)); ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!! //被插入的元素在index。則移動(dòng)的數(shù)組應(yīng)該從index開(kāi)始,向后移動(dòng)一個(gè), //移動(dòng)的數(shù)組長(zhǎng)度 size-index 從index開(kāi)始的數(shù)組長(zhǎng)度 System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, size - index); elementData[index] = element; size++; }
在add時(shí)還需要考慮到數(shù)組的擴(kuò)容問(wèn)題,看ensureCapacityInternal方法
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) { //通過(guò)無(wú)參構(gòu)造創(chuàng)建為設(shè)置初始大小時(shí),判斷條件為true if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) { //創(chuàng)建默認(rèn)大小的數(shù)組,初始大小是10 minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity); } ensureExplicitCapacity(minCapacity); }
添加元素后,元素?cái)?shù)量大于數(shù)組長(zhǎng)度時(shí),進(jìn)行擴(kuò)容grow,擴(kuò)容大小是原數(shù)組的1.5倍
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) { modCount++; // overflow-conscious code //新增后,數(shù)組容量已經(jīng)大于了數(shù)組長(zhǎng)度,則進(jìn)行擴(kuò)容 if (minCapacity - elementData.length > 0) grow(minCapacity); } private void grow(int minCapacity) { // overflow-conscious code int oldCapacity = elementData.length; //新的數(shù)組大小是原來(lái)的1.5倍 int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); if (newCapacity - minCapacity < 0) newCapacity = minCapacity; //創(chuàng)建一個(gè)新長(zhǎng)度的數(shù)組。 elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); }
4.對(duì)應(yīng)remove 刪除元素操作。如果刪除元素在最后一個(gè),不需要移動(dòng)數(shù)組,否則會(huì)將被刪除元素之后的所有元素都要向前移動(dòng),效率比較低。
//刪除 public E remove(int index) { if (index >= size) throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index)); modCount++; //取出被刪除的元素 E oldValue = (E) elementData[index]; int numMoved = size - index - 1; //移動(dòng)的數(shù)組長(zhǎng)度,大于0才需要移動(dòng),小于0說(shuō)明被刪元素在最后一個(gè) if (numMoved > 0) //第一個(gè)參數(shù)是源數(shù)組, //第二個(gè)參數(shù)是移動(dòng)的起始位置:index+1,從被刪元素的后一個(gè)位置開(kāi)始 //第三個(gè)參數(shù)是目標(biāo)數(shù)組 //第四個(gè)參數(shù)是移動(dòng)目標(biāo)位置:index,被刪除元素的位置 //第五個(gè)參數(shù)是移動(dòng)的數(shù)組長(zhǎng)度 size - index - 1,從index+1位置開(kāi)始之后的數(shù)組長(zhǎng)度 //最終會(huì)調(diào)用到native方法進(jìn)行移動(dòng)。 System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,numMoved); elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work return oldValue; }
5.System.arraycopy方法參數(shù)分析。
第二個(gè)參數(shù) index+1是被移動(dòng)數(shù)組的起始位置,即被刪元素后一個(gè)位置
第四個(gè)參數(shù)index,是被移動(dòng)數(shù)組的起始位置,即被刪元素的位置。
最后一個(gè)參數(shù)size-index-1,被移動(dòng)數(shù)組的長(zhǎng)度,即被刪元素后一個(gè)位置到元素末尾的長(zhǎng)度
public static native void arraycopy(java.lang.Object src, int srcPos, java.lang.Object dest, int destPos, int length);
通過(guò)對(duì)源碼的閱讀,也許會(huì)對(duì)ArrayList有一個(gè)更加直接的了解。
到此這篇關(guān)于Java ArrayList源碼深入分析的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java ArrayList內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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