Java集合源碼解析系列
- Java基礎(chǔ)之HashMap源碼解析
- Java基礎(chǔ)之LinkedHashMap源碼解析
- Java基礎(chǔ)之HashTable源碼解析
- Java基礎(chǔ)之LinkedList源碼解析
- HashSet和LinkedHashSet
ArrayList
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
{
/**
* 默認(rèn)ArrayList的容量為10
*/
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
/**
* 可以看出ArrayList底層通過數(shù)組實(shí)現(xiàn)
*/
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
/**
* 可以看出ArrayList基于數(shù)組實(shí)現(xiàn)
*/
transient Object[] elementData;
private int size;
/**
*
*/
public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
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);
}
}
/**
*獲取大小
*/
public int size() {
return size;
}
/**
*判斷是否為空
*/
public boolean isEmpty() {
return size == 0;
}
public boolean contains(Object o) {
return indexOf(o) >= 0;
}
/**
* 找出目標(biāo)的下標(biāo)，不存在返回-1
* 可以看出ArrayList中可以存儲(chǔ)null
*/
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;
}
/**
* indexOf方法從前往后找，lastIndexOf從后往前找
*
*/
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;
}
/**
* 通過Arrays.copyOf方法返回包含所有數(shù)據(jù)的數(shù)組
*/
public Object[] toArray() {
return Arrays.copyOf(elementData, size);
}
/**
* 檢查數(shù)組是否越界，這里就是拋出IndexOutOfBoundsException的地方
*/
private void rangeCheck(int index) {
if (index >= size)
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
/**
* 獲取元素很方便
*/
public E get(int index) {
//檢查下標(biāo)是否越界
rangeCheck(index);
return (E) elementData[index];
}
/**
* 更新指定位置的元素
*/
public E set(int index, E element) {
rangeCheck(index);
E oldValue = elementData(index);
elementData[index] = element;
return oldValue;
}
/**
* 添加元素愕够，每次添加之前都會(huì)檢查下容量夠不夠遣铝，不夠的話就會(huì)進(jìn)行擴(kuò)容
*/
public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}
/**
* 添加元素到指定位置搔耕，這個(gè)就需要移動(dòng)元素了畴椰，而移動(dòng)元素是通過System.arraycopy方法來拷貝數(shù)組，相對(duì)復(fù)雜度比較高
*/
public void add(int index, E element) {
rangeCheckForAdd(index);
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
size - index);
elementData[index] = element;
size++;
}
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
if (elementData == EMPTY_ELEMENTDATA) {
minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
/**
* grow方法進(jìn)行擴(kuò)容坡慌，最后調(diào)用的是Arrays.copyOf方法將老數(shù)據(jù)拷貝到新數(shù)組里面
*/
private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
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);
}
/**
* 刪除元素也和添加元素一樣分為刪除指定位置元素和刪除指定元素的情況
* 不論哪種情況數(shù)組的刪除復(fù)雜度都高
*/
public E remove(int index) {
rangeCheck(index);
modCount++;
E oldValue = elementData(index);
int numMoved = size - index - 1;
// 如果刪除的是中間位置的元素就需要移動(dòng)數(shù)組了，否則就不用移動(dòng)數(shù)組
if (numMoved > 0)
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
numMoved);
// 釋放空出來的位置
elementData[--size] = null;
return oldValue;
}
/**
* 刪除元素就沒有獲取元素那么方便了藻三，得先遍歷找到要?jiǎng)h除的元素
* 這里可以看到洪橘，ArrayList是允許值是null的
*/
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;
}
/*
* 調(diào)用System.arraycopy方法實(shí)現(xiàn)刪除元素
* 并且這里過濾了刪除的是末尾元素的情況
*/
private void fastRemove(int index) {
modCount++;
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
}
/*
* 清空數(shù)組就是把數(shù)組的各個(gè)位置置null
*/
public void clear() {
modCount++;
// clear to let GC do its work
for (int i = 0; i < size; i++)
elementData[i] = null;
size = 0;
}
}
總結(jié)
- 底部基于數(shù)組實(shí)現(xiàn)，這樣的話查找比較快棵帽，復(fù)雜度為O(1)熄求，但是插入和刪除數(shù)據(jù)就比較慢了，而且數(shù)據(jù)量越大插入和刪除的速度越慢逗概。復(fù)雜度為O(n)
- 默認(rèn)容量大小為10弟晚，超過這個(gè)容量就會(huì)進(jìn)行擴(kuò)容，擴(kuò)容的話最終調(diào)用的是System.arraycopy方法，這是一個(gè)native方法
- ArrayList里面允許存儲(chǔ)null值
- ArrayList不是線程安全的卿城，只能用于單線程環(huán)境下
以上是基于Java1.8并且只介紹了常用的一些方法的原理枚钓，詳細(xì)的ArrayList源碼請(qǐng)查看：ArrayList源碼
面試常問的一個(gè)問題
關(guān)于ArrayList一個(gè)常問的問題就是List和ArrayList的區(qū)別
實(shí)際上答案很簡(jiǎn)單，就是一個(gè)是接口一個(gè)是具體實(shí)現(xiàn)的關(guān)系藻雪，ArrayList是List的其中一個(gè)具體實(shí)現(xiàn)類秘噪。然后我們?cè)趯?shí)際開發(fā)中一般是這么應(yīng)用：
List<String> list = new ArrayList<String>();
其實(shí)這是一種面向接口的思路，我們?cè)谛枰猯ist的地方引用的都是List接口類型勉耀，這樣的話如果后面我們需要將ArrayList改為L(zhǎng)inkedList的話只需要將上面代碼改為：
List<String> list = new LinkedList<String>();
其他引用到list的地方都不需要改指煎，這就是依賴接口的好處。
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