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Java的List集合框架之ArrayList詳解

更新時(shí)間：2023年11月16日 09:59:20 作者：進(jìn)擊的貓

這篇文章主要介紹了Java的List集合框架之ArrayList詳解,ArrayList默認(rèn)容量為10(構(gòu)造方法未指定初始容量為0),擴(kuò)容是利用位運(yùn)算(右移一位)和直接相加進(jìn)行1.5倍擴(kuò)容,需要的朋友可以參考下

(一)List子父層級(jí)

ArrayList繼承實(shí)現(xiàn)關(guān)系

List接口繼承于Collection，Collection繼承Iterable;
LIst接口實(shí)現(xiàn)類分為：Vector、ArrayList、LinkedLIst;

(二)List實(shí)現(xiàn)類

1、ArrayList實(shí)現(xiàn)類

（1）ArrayList底層是Object數(shù)組，transient Object[] elementData;

（2）ArrayList默認(rèn)容量為10或者構(gòu)造方法指定初始容量，private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

（3）ArrayList擴(kuò)容是基于當(dāng)前容量的1.5倍，int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);

（4）ArrayList是線程不安全的，在多線程環(huán)境下，會(huì)報(bào)并發(fā)修改異常java.util.ConcurrentModificationException。

2、常見源碼

（1）構(gòu)造方法：

  //無參構(gòu)造方法，未指定初始容量
  public ArrayList() {
      this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;//將空數(shù)組對(duì)象賦值給存儲(chǔ)數(shù)組
  }
  //有參構(gòu)造方法，指定初始容量進(jìn)行初始化
  public ArrayList(int initialCapacity) {
      if (initialCapacity > 0) {
          this.elementData = new Object[initialCapacity];//以傳入值對(duì)存儲(chǔ)數(shù)組進(jìn)行初始化
      } else if (initialCapacity == 0) {
          this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;//賦值空數(shù)組初始化存儲(chǔ)數(shù)組
      } else {
          throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+ initialCapacity);
      }
  }

（2）add方法：

  //此處列舉常用add（返回值為boolean），其它指定位置插入add（返回空）方法暫不列舉，邏輯基本類似
 public boolean add(E e) {
     ensureCapacityInternal(size + 1);//判斷是否需要擴(kuò)容
     elementData[size++] = e;//將值存儲(chǔ)在數(shù)組上
     return true;
 }
 //判斷是否需要擴(kuò)容，如需要?jiǎng)t進(jìn)行1.5倍擴(kuò)容
 private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
     ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
 }
 //判定并計(jì)算容量大小值（舊的size+新的1）
 private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
      if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {//判斷是否已被初始化
          return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
      }
      return minCapacity;//返回實(shí)際已存值大?。╯ize）+將要存儲(chǔ)值大?。?）
  }
 //擴(kuò)容判定
 private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
     modCount++;//操作次數(shù)
     if (minCapacity - elementData.length > 0)//判定當(dāng)前數(shù)組是否還能存入值
         grow(minCapacity);//擴(kuò)容
 }
 //數(shù)組最大值
 private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;

 private void grow(int minCapacity) {
     int oldCapacity = elementData.length;//當(dāng)前數(shù)組長度
     int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);//擴(kuò)容新數(shù)組大小（利用位運(yùn)算進(jìn)行1.5倍擴(kuò)大）
     if (newCapacity - minCapacity < 0)//判定擴(kuò)容后大小是否仍然不滿足存儲(chǔ)要求
         newCapacity = minCapacity;//不滿足要求的前提下，直接將滿足值設(shè)置為擴(kuò)容后的數(shù)值
     if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)//判定是否超過數(shù)組最大值
         newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);//擴(kuò)容值超大設(shè)置
     elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);//數(shù)組數(shù)據(jù)遷移復(fù)制
 }
 //判定擴(kuò)容后的容量是否是超大值
 private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
     if (minCapacity < 0) //越界值判定
         throw new OutOfMemoryError();
     //返回?cái)U(kuò)大值，既可能是Integer最大值也可能是數(shù)組最大值
     return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE)?Integer.MAX_VALUE:MAX_ARRAY_SIZE;
 }

（3）get方法：

 public E get(int index) {
  rangeCheck(index);//越界檢查
     return elementData(index);
 }
 //越界檢查方法
 private void rangeCheck(int index) {
     if (index >= size)//越界檢查
         throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
 }
 //獲取索引數(shù)據(jù)
 E elementData(int index) {
     return (E) elementData[index];//直接將對(duì)應(yīng)索引數(shù)據(jù)返回
 }

（4）set方法：

 public E set(int index, E element) {
   rangeCheck(index);//檢查是否越界，不列舉，上述(3)中已列舉
     E oldValue = elementData(index);//獲取指定索引已存在的值
     elementData[index] = element;//將新值設(shè)置到指定索引位置
     return oldValue;//返回舊值
 }

（5）remove方法:

//暫只列舉根據(jù)索引刪除數(shù)組值，不列舉其他參數(shù)刪除(原理大體相同)
  public E remove(int index) {
      rangeCheck(index);//數(shù)組越界檢查
      modCount++;//操作次數(shù)
      E oldValue = elementData(index);//獲取指定索引數(shù)組值
      int numMoved = size - index - 1;//需要移動(dòng)的數(shù)組長度
      if (numMoved > 0)//判定因?yàn)閯h除指定索引值后是否需要移動(dòng)后面的數(shù)組值
          System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index, numMoved);//系統(tǒng)復(fù)制數(shù)組
      elementData[--size] = null; //將因刪除而導(dǎo)致的空位置空，便于GC
      return oldValue;//將刪除的值返回
  }