博文出處：ArrayList內(nèi)部原理解析炬称，歡迎大家關(guān)注我的博客塌西，謝謝蛙紫！
注：本文解析的 ArrayList 源代碼基于 Java 1.8 皂股。
Header
之前講了 HashMap 的原理后劈猪，今天來看一下 ArrayList 昧甘。
ArrayList 也是非常常用的集合類。它是有序的并且可以存儲(chǔ)重復(fù)元素的战得。 ArrayList 底層其實(shí)就是一個(gè)數(shù)組充边，并且會(huì)動(dòng)態(tài)擴(kuò)容的。
源碼分析
構(gòu)造方法
public ArrayList(int initialCapacity) {
if (initialCapacity > 0) {
// 創(chuàng)建初始容量的數(shù)組
this.elementData = new Object[initialCapacity];
} else if (initialCapacity == 0) {
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
} else {
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
initialCapacity);
}
}
public ArrayList() {
// 默認(rèn)為空數(shù)組
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
elementData = c.toArray();
if ((size = elementData.length) != 0) {
// c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
// 將集合中的元素復(fù)制到數(shù)組中
if (elementData.getClass() != Object[].class)
elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
} else {
// replace with empty array.
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
}
}
構(gòu)造方法中的代碼比較簡短常侦，大家都能理解的吧浇冰。
add()
public boolean add(E e) {
// 確保數(shù)組的容量，保證可以添加該元素
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
// 將該元素放入數(shù)組中
elementData[size++] = e;
return true;
}
發(fā)現(xiàn)在 add() 方法中聋亡，代碼很簡短肘习。可以看出之前的預(yù)操作都放入了 ensureCapacityInternal 方法中坡倔，這個(gè)方法會(huì)去確保該元素在數(shù)組中有位置可以放入漂佩。
那么我們來看看這個(gè)方法：
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
// 如果數(shù)組是空的，那么會(huì)初始化該數(shù)組
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
// DEFAULT_CAPACITY 為 10 罪塔，所以調(diào)用無參默認(rèn) ArrayList 構(gòu)造方法初始化的話投蝉，默認(rèn)的數(shù)組容量為 10
minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;
// 確保數(shù)組的容量，如果不夠的話征堪，調(diào)用 grow 方法擴(kuò)容
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
看了半天瘩缆，擴(kuò)容是在 grow 方法中完成的，所以我們接著跟進(jìn)佃蚜。
private void grow(int minCapacity) {
// 當(dāng)前數(shù)組的容量
int oldCapacity = elementData.length;
// 新數(shù)組擴(kuò)容為原來容量的 1.5 倍
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
// 如果新數(shù)組擴(kuò)容容量還是比最少需要的容量還要小的話庸娱，就設(shè)置擴(kuò)充容量為最小需要的容量
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
//判斷新數(shù)組容量是否已經(jīng)超出最大數(shù)組范圍，MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
// minCapacity is usually close to size, so this is a win:
// 復(fù)制元素到新的數(shù)組中
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
擴(kuò)容方法其實(shí)就是新創(chuàng)建一個(gè)數(shù)組爽锥，然后將舊數(shù)組的元素都復(fù)制到新數(shù)組里面。
當(dāng)然畔柔，add 還有一個(gè)重載的方法 add(int index, E element) 氯夷，順便我們也來看一下。
public void add(int index, E element) {
// 判斷 index 有沒有超出索引的范圍
rangeCheckForAdd(index);
// 和之前的操作是一樣的靶擦，都是保證數(shù)組的容量足夠
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
// 將指定位置及其后面數(shù)據(jù)向后移動(dòng)一位
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
size - index);
// 將該元素添加到指定的數(shù)組位置
elementData[index] = element;
// ArrayList 的大小改變
size++;
}
好了腮考，add 方法看的差不多了雇毫，剩下還有一個(gè) addAll(Collection<? extends E> c) 方法也是換湯不換藥的，可以自己回去看下踩蔚，這里就不講了棚放。
get()
get 方法很簡單，就是在數(shù)組中返回指定位置的元素即可馅闽。
public E get(int index) {
// 檢查 index 有沒有超出索引的范圍
rangeCheck(index);
// 返回指定位置的元素
return elementData(index);
}
remove()
public E remove(int index) {
// 檢查 index 有沒有超出索引的范圍
rangeCheck(index);
modCount++;
// 保存一下需要?jiǎng)h除的數(shù)據(jù)
E oldValue = elementData(index);
// 讓指定刪除的位置后面的數(shù)據(jù)飘蚯，向前移動(dòng)一位
int numMoved = size - index - 1;
if (numMoved > 0)
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
numMoved);
// 方便 gc 釋放內(nèi)存
elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
// 返回舊值
return oldValue;
}
remove 中主要是將之后的元素都向前一位移動(dòng)，然后將最后一位的值設(shè)置為空福也。最后局骤，返回已經(jīng)刪除的值。
同樣暴凑，remove 還有一個(gè)重載的方法 remove(Object o) 峦甩。
public boolean remove(Object o) {
if (o == null) {
// 如果有元素的值為 null 的話，移除該元素现喳，fastRemove 的操作和上面的 remove(int index) 是類似的
for (int index = 0; index < size; index++)
if (elementData[index] == null) {
fastRemove(index);
return true;
}
} else {
// 如果有元素的值等于 o 的話凯傲，移除該元素
for (int index = 0; index < size; index++)
if (o.equals(elementData[index])) {
fastRemove(index);
return true;
}
}
return false;
}
clear()
clear 方法無非就是遍歷數(shù)組，然后把所有的值都置為 null 嗦篱。
public void clear() {
modCount++;
// clear to let GC do its work
for (int i = 0; i < size; i++)
elementData[i] = null;
size = 0;
}
Footer
至此冰单，ArrayList 主要的幾個(gè)方法就講完了。ArrayList 的源碼還是比較簡單的默色，基本上都可以看得明白球凰。
我們來總結(jié)一下：
- ArrayList底層是基于數(shù)組來實(shí)現(xiàn)的，因此在 get 的時(shí)候效率高腿宰，而 add 或者 remove 的時(shí)候呕诉，效率低；
- 調(diào)用默認(rèn)的 ArrayList 無參構(gòu)造方法的話吃度，數(shù)組的初始容量為 10 甩挫；
- ArrayList 會(huì)自動(dòng)擴(kuò)容，擴(kuò)容的時(shí)候椿每，會(huì)將容量擴(kuò)至原來的 1.5 倍伊者；
- ArrayList 不是線程安全的；
那么今天就這樣了间护，之后有空給大家講講 LinkedList 亦渗。
