ArrayList源码解析

ArrayList 源码深度解析 ArrayList 源码深度解析 一、重新认识ArrayList 什么是ArrayList? ArrayList是基于数组实现的List类,封装了一个动态再分配的Object数组,以达到可以动态增长和缩减的索引序列。 长啥样? 如图,是一个长度为6,存储了6个6的数组,下标(index)从0开始,数组(elementData)表示存储的数据本身。 有哪些基本概念? index 表示数组下标;... 阅读详情

package java.util;

import java.util.function.Consumer;
import java.util.function.Predicate;
import java.util.function.UnaryOperator;

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

    //默认容量
    private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

    //静态的一个属性,所有实例共享属性,当初始化容量为0的时候,就使用这个属性作为实例底层数组
    private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};

    /*根据注释,这个大概意思就是构造一个空的对象数组,用来与EMPTY_ELEMENTDATA 这个数组进行对比
    来确定当第一次向ArrayList中添加数据时,应该如果进行扩容,就是增加多大的容量。*/
    private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};

    //实际上真正保存数据的数组,从此出可以看出ArrayList使用Object数组来保存数据
    transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access

    //实际包含元素的个数
    private int size;

    /*
    传递一个初始化容量的构造函数,会判断传递的参数与0的关系
    如果大于0,会在ArrayList内部构建一个长度为initalCapacity的数组
    如果等于0,会将上述的静态EMPTY_ELEMENTDATA属性赋值给elementData,也不会产生新的数组。如果小于0,则抛出异常
     */
    public ArrayList(int initialCapacity) {
        if (initialCapacity > 0) {
            this.elementData = new Object[initialCapacity];//注意此处并没有将initialCapacity赋值给size
        } else if (initialCapacity == 0) {
            this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
        } else {
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                               initialCapacity);
        }
    }

    /*
    无参的构造函数,在该构造函数中,会将上述的静态的DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA属性,赋值给elementData属性
    也即我们用这种方法构造ArraList的时候,并不会真正产生实例化的数组,而是引用一个静态的空数组
     */
    public ArrayList() {
        this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
    }

    /*
    传递一个集合给ArrayList,它首先会将集合转换成数组赋值给elementData
    之后判断数组长度,如果等于0,则将elementData赋值为EMPTY_ELEMENTDATA
    如果不等于0,还需要判断接受过来的数组(现在是elementData)是否是Object[]类型的
    如果不是的化,将它转换成Object[]类型(根据注释,toArray方法有可能得到的不是Object[]类型)
     */
    public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
        elementData = c.toArray();
        if ((size = elementData.length) != 0) {
            // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
            if (elementData.getClass() != Object[].class)
                elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
        } else {
            // replace with empty array.
            this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
        }
    }

    /*
    本质上是将数组的尾部删除掉形成新数组
    新数组的length与size一致,节约空间
     */
    public void trimToSize() {
        modCount++;
        if (size < elementData.length) {
            elementData = (size == 0)
              ? EMPTY_ELEMENTDATA
              : Arrays.copyOf(elementData, size);
        }
    }

    /*
    增加这个ArrayList实例的能力,如果有必要,以确保它至少能容纳的最小容量参数指定元素个数。
    提供给外界的方法,是的使用者可以通过这个方法自己去扩容
     */
    public void ensureCapacity(int minCapacity) {
        int minExpand = (elementData != DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA)
            // any size if not default element table
            ? 0
            // larger than default for default empty table. It's already
            // supposed to be at default size.
            : DEFAULT_CAPACITY;//elementData != DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA意味着elementData可能不是一个length为0的数组

        if (minCapacity > minExpand) {
            ensureExplicitCapacity(minCapacity);
        }
    }

    /*
    一个私有方法,确保minCapacity在容量范围内
    如果elementData等于DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA,则minCapacity会取DEFAULT_CAPACITY, minCapacity中比较大的那个
    也即如果minCapacity小于10,则取10,如果大于10,则去minCapacity
    随后要执行ensureExplicitCapacity方法
     */
    private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
        if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
            minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
        }

        ensureExplicitCapacity(minCapacity);
    }

    /*
    ensureExplicitCapacity要接受一个int类型的参数,意味着最少需要容量为minCapacity
    首先会对modCount+1,modCount是AbstractList类中的一个成员变量,该值表示对List的修改次数,主要是为了服务快速失败功能的
    随后如果minCapacity要大于现有数组elementData的长度的化,那么就执行grow方法,grow是扩容的方法
     */
    private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
        modCount++;

        // overflow-conscious code
        if (minCapacity - elementData.length > 0)
            grow(minCapacity);
    }


    /*
    数组所能开辟的最大长度
    因为有些虚拟机保留了一些header words在数组中
    尝试要开辟更大的长度的数组,可能会出现OOM异常(在一些虚拟机实现中)
     */
    private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;

    /*
    ArrayList的扩容,接收一个int类型参数,表示至少需要多少容量
     */
    private void grow(int minCapacity) {
        // overflow-conscious code
        int oldCapacity = elementData.length;//得到目前的容量
        //oldCapacity>>1表示除2取整数,该式子最终表示意思为newCapacity大于为oldCapacity的1.5倍数
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
           //判断newCapacity是否溢出
        if (newCapacity - minCapacity < 0)
            //溢出:newCapacity等于minCapacity
            newCapacity = minCapacity;
        //判断newCapacity是否超过了MAX_ARRAY_SIZE,超过了,则计算最大容量;具体原因是因为不同虚拟机的实现不同
        if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
            newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
        //执行Arrays.copyOf方法,传递原数组与新数组长度,由Arrays内部创建数组返回并接受给elementData
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
    }

    /*
    求出最大的容量值,首先判断minCapacity是否已经溢出了,溢出了就直接抛出OOM
    否则就去判断minCapacity 是否大于 MAX_ARRAY_SIZE 
       大于返回 Integer.MAX_VALUE ,不大于 返回MAX_ARRAY_SIZE
     */
    private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
        if (minCapacity < 0) // overflow
            throw new OutOfMemoryError();
        return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
            Integer.MAX_VALUE :
            MAX_ARRAY_SIZE;
    }

    //得到size,size是真正的保存的元素的数量
    public int size() {
        return size;
    }

    //判断容器是否为空(指是不包含元素)
    public boolean isEmpty() {
        return size == 0;
    }

    //判断容器是否包含某个元素
    public boolean contains(Object o) {
        return indexOf(o) >= 0;
    }

    //indexOf是来获得o元素(包括null)在容器中的位置的,位置从0开始到size-1结束,如果返回-1表示不包含
    //对于重复的元素,只获取第一个所在的位置
    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;
    }

    //与indexOf功能一样,但是确实获得重复元素的最后一个位置
    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;
    }

    //重写了Object中的clone方法,用于赋值容器,浅复制
    public Object clone() {
        try {
            ArrayList<?> v = (ArrayList<?>) super.clone();
            v.elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);
            v.modCount = 0;
            return v;
        } catch (CloneNotSupportedException e) {//看来大神也感觉异常不好处理了...不可能发生异常的地方,却还是要处理...
            // this shouldn't happen, since we are Cloneable
            throw new InternalError(e);
        }
    }

    //得到数组的副本
    public Object[] toArray() {
        return Arrays.copyOf(elementData, size);
    }

    /*
    给定一个指定数组,返回指定数组大小,类型的副本
     */
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public <T> T[] toArray(T[] a) {
        if (a.length < size)
            // Make a new array of a's runtime type, but my contents:
            return (T[]) Arrays.copyOf(elementData, size, a.getClass());
        System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, size);//此处是size == a.length
        if (a.length > size)
            a[size] = null;//如果a.length>size,则截取size的长度,但是如果a本身就是有数据的,可能会出现a[size+?]有数据,而a[size]为null
        return a;
    }

    // Positional Access Operations
    //不需要检查index的快速访问元素,但是是包权限,只允许内部使用
    @SuppressWarnings("unchecked")
    E elementData(int index) {
        return (E) elementData[index];
    }

    /*
    判断一下是否index是否越界
    然后通过快速访问来返回元素
     */
    public E get(int index) {
        rangeCheck(index);

        return elementData(index);
    }

    /*
    判断一下是否越界
    然后得到处于index位置的原元素,随后将index位置置入新元素
    返回原来的元素
    要求 index<size
     */
    public E set(int index, E element) {
        rangeCheck(index);

        E oldValue = elementData(index);
        elementData[index] = element;
        return oldValue;
    }

    /*
    集合中新增一个元素,首先要确保在承受能力范围内
    之后将新加入进来的元素赋值到数组的第size的位置上
    随后size+1
    新增的元素,插入到数组的末尾
     */
    public boolean add(E e) {
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        elementData[size++] = e;
        return true;
    }

    /*
    插入一个元素element到指定index位置,原位置的元素依次向后移动一位
    改方法效率要低一些,如果并不是特定必须要塞入哪个位置的话,最好不要用
     */
    public void add(int index, E element) {
        //首先会去检查一下index是否可以使用
        rangeCheckForAdd(index);
        //确保数组可容纳
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!! 会修改modCount的值,modCount+1
        //随后调用System.arraycopy方法,将elementData的index位置元素依次向后移动,为接下来的插入预留空间
        System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
                         size - index);
        elementData[index] = element;//真正的插入操作
        size++;//size+1
    }

    /*
    删除指定位置的元素,如果index>size的话,会出现数组越界
     */
    public E remove(int index) {
        rangeCheck(index);//index>size throw IndexOutOfBoundsException

        modCount++;
        E oldValue = elementData(index);//得到原来elementData中的元素

        int numMoved = size - index - 1;//计算删除之后需要移动元素的数量
        if (numMoved > 0)//移动元素
            System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                             numMoved);//移动的时候,就会覆盖原来的元素
        //清除最后一个元素的引用,因为原来的元素以及被删除了
        elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work

        return oldValue;//返回被删除的元素
    }

    /*
    删除某一个元素,传入要被删除的元素
     */
    public boolean remove(Object o) {
        if (o == null) {//删除null元素
            for (int index = 0; index < size; index++)//迭代ArrayList
                if (elementData[index] == null) {//如果在size之前的位置有存在空元素
                    fastRemove(index);//则快速删除(所谓快速删除,就是不去做越界检查以及不返回结果,完全给本类自己使用的private方法)
                    return true;
                }
        } else {//删除非空元素,与删除null元素逻辑相同
            for (int index = 0; index < size; index++)
                if (o.equals(elementData[index])) {//此处使用equals方法来进行比较,所以在使用remove(Object o)的时候,要考虑是否重写了equals方法
                    fastRemove(index);//fastRemove也是会移动数组的,如果有删除重复元素的时候,效率很低
                    return true;
                }
        }
        return false;
    }

    /*
    快速删除
    不做index检查,只允许内部使用
     */
    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
    }

    /*
    清除数组,所有元素置为null
     */
    public void clear() {
        modCount++;

        // clear to let GC do its work
        for (int i = 0; i < size; i++)
            elementData[i] = null;

        size = 0;
    }

    /*
    添加一次性add多个元素,接受参数为集合类型
     */
    public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
        Object[] a = c.toArray();
        int numNew = a.length;//可能会产生空指针错误
        ensureCapacityInternal(size + numNew);  // Increments modCount
        //将a数组插入到elementData的size位置
        System.arraycopy(a, 0, elementData, size, numNew);
        size += numNew;
        return numNew != 0;
    }

    /*
    指定index位置插入多个元素,原来位置的元素依次向后移动
    index不能大于size,如果大于size会产生数组越界
     */
    public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
        rangeCheckForAdd(index);

        Object[] a = c.toArray();
        int numNew = a.length;//可能会产生空指针错误
        ensureCapacityInternal(size + numNew);  // Increments modCount

        int numMoved = size - index;
        if (numMoved > 0)
            System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + numNew,
                             numMoved);

        System.arraycopy(a, 0, elementData, index, numNew);
        size += numNew;
        return numNew != 0;
    }

    /*
    范围删除,删除从fromIndex~toIndex,包含fromIndex,不包含toIndex
     */
    protected void removeRange(int fromIndex, int toIndex) {
        modCount++;
        int numMoved = size - toIndex;
        System.arraycopy(elementData, toIndex, elementData, fromIndex,
                         numMoved);

        // clear to let GC do its work
        int newSize = size - (toIndex-fromIndex);
        for (int i = newSize; i < size; i++) {
            elementData[i] = null;
        }
        size = newSize;
    }

    //index检查判断,专门封装起来是因为很多地方使用
    private void rangeCheck(int index) {
        if (index >= size)
            throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
    }

    //专门为add方法封装的rangeCheck方法
    private void rangeCheckForAdd(int index) {
        if (index > size || index < 0)
            throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
    }

    //为IndexOutOfBoundsException提供信息的方法,告诉哪个位置出现了数组越界
    private String outOfBoundsMsg(int index) {
        return "Index: "+index+", Size: "+size;
    }

    //一次性删除多个元素
    public boolean removeAll(Collection<?> c) {
        Objects.requireNonNull(c);//判断c是否为空,为空抛出异常
        return batchRemove(c, false);//批量删除
    }

    //保留当前容器与c的并集,并返回
    public boolean retainAll(Collection<?> c) {
        Objects.requireNonNull(c);
        return batchRemove(c, true);
    }

    //批量删除方法,complement为true表示求交集,如果为false表示在elementData中保留原有的非c的集合
    //也即true: a属于elementData同时a属于c; false: a属于elementData同时a不属于c
    private boolean batchRemove(Collection<?> c, boolean complement) {
        final Object[] elementData = this.elementData;
        int r = 0, w = 0;//一个读的index,一个是写的index
        boolean modified = false;
        try {
            for (; r < size; r++)
                if (c.contains(elementData[r]) == complement)
                    elementData[w++] = elementData[r];
        } finally {
            // Preserve behavioral compatibility with AbstractCollection,
            // even if c.contains() throws.
            if (r != size) {//只移动一次数组,比单独remove效果要好
                System.arraycopy(elementData, r,
                                 elementData, w,
                                 size - r);
                w += size - r;
            }
            if (w != size) {//清理数组中不需要的引用
                // clear to let GC do its work
                for (int i = w; i < size; i++)
                    elementData[i] = null;
                modCount += size - w;//记录修改次数
                size = w;//重新定义size
                modified = true;
            }
        }
        return modified;
    }

    //保存数组实例的状态到一个流(即它序列化)
    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 size as capacity for behavioural compatibility with clone()
        s.writeInt(size);

        // 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();
        }
    }

    //从一个流中读出数组实例的状态
    private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
        throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
        elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;

        // Read in size, and any hidden stuff
        s.defaultReadObject();

        // Read in capacity
        s.readInt(); // ignored

        if (size > 0) {
            // be like clone(), allocate array based upon size not capacity
            ensureCapacityInternal(size);

            Object[] a = elementData;
            // Read in all elements in the proper order.
            for (int i=0; i<size; i++) {
                a[i] = s.readObject();
            }
        }
    }

    //返回一个list迭代器,链表迭代器,可以双向迭代,并且还具有add方法,但是只有在list类型中才可以使用,别的集合类没有
    //接受一个Index,确定迭代器初始的位置
    public ListIterator<E> listIterator(int index) {
        if (index < 0 || index > size)//先判断index是否合法
            throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index);
        return new ListItr(index);
    }

    /**
     * Returns a list iterator over the elements in this list (in proper
     * sequence).
     *
     * <p>The returned list iterator is <a href="#fail-fast"><i>fail-fast</i></a>.
     *
     * @see #listIterator(int)
     */
    public ListIterator<E> listIterator() {
        return new ListItr(0);
    }

    /**
     * Returns an iterator over the elements in this list in proper sequence.
     *
     * <p>The returned iterator is <a href="#fail-fast"><i>fail-fast</i></a>.
     *
     * @return an iterator over the elements in this list in proper sequence
     */
    public Iterator<E> iterator() {
        return new Itr();
    }

    /**
     * An optimized version of AbstractList.Itr
     * AbstractList.Itr的优化版本迭代器
     */
    private class Itr implements Iterator<E> {
        int cursor;       // 下一个要被返回元素的下标
        int lastRet = -1; // 上一个被返回的元素的下标,如果没有的话默认为-1
        int expectedModCount = modCount;

        //判断是否还有下一个元素
        public boolean hasNext() {
            return cursor != size;
        }

        //返回下一个元素,默认一开始的next是第一个元素
        @SuppressWarnings("unchecked")
        public E next() {
            checkForComodification();//快速失败
            int i = cursor;
            if (i >= size)//会判断一次位置是否合法,因为cursor只是盲目的+1
                throw new NoSuchElementException();
            Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
            if (i >= elementData.length)
                throw new ConcurrentModificationException();
            cursor = i + 1;//cursor设置为下一个要被返回的元素下标
            return (E) elementData[lastRet = i];//将lastRet设置为被返回的元素下标
        }

        //删除上一个元素,也即最近被next()出来的元素
        public void remove() {
            if (lastRet < 0)
                throw new IllegalStateException();
            checkForComodification();

            try {
                ArrayList.this.remove(lastRet);//删除的是下标为lastRet元素
                cursor = lastRet;//回退
                lastRet = -1;//设置成为-1,也即不能连续的删除,该类不能够往回走,只能继续前进,因为继续删除,会抛出IllegalStateException异常
                expectedModCount = modCount;
            } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
                throw new ConcurrentModificationException();
            }
        }

        /*
        遍历余下的元素
         */
        @Override
        @SuppressWarnings("unchecked")
        public void forEachRemaining(Consumer<? super E> consumer) {
            Objects.requireNonNull(consumer);//判断consumer不能为null
            final int size = ArrayList.this.size;
            int i = cursor;//余下的体现在这..
            if (i >= size) {
                return;
            }
            final Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
            if (i >= elementData.length) {
                throw new ConcurrentModificationException();
            }
            while (i != size && modCount == expectedModCount) {
                consumer.accept((E) elementData[i++]);//此处接受elementData元素,执行consumer中的方法,可能会去改变elementData元素
            }
            // update once at end of iteration to reduce heap write traffic
            cursor = i;
            lastRet = i - 1;
            checkForComodification();
        }

        final void checkForComodification() {
            if (modCount != expectedModCount)
                throw new ConcurrentModificationException();
        }
    }

    /**
     * An optimized version of AbstractList.ListItr
     * 一个对AbstractList.ListItr的优化版本链表迭代器
     */
    private class ListItr extends Itr implements ListIterator<E> {
        ListItr(int index) {
            super();
            cursor = index;
        }

        public boolean hasPrevious() {
            return cursor != 0;
        }

        public int nextIndex() {
            return cursor;
        }

        public int previousIndex() {
            return cursor - 1;
        }

        //返回上一个元素
        @SuppressWarnings("unchecked")
        public E previous() {
            checkForComodification();
            int i = cursor - 1;
            if (i < 0)
                throw new NoSuchElementException();
            Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
            if (i >= elementData.length)
                throw new ConcurrentModificationException();
            cursor = i;
            return (E) elementData[lastRet = i];
        }

        //更新上一个位置的元素,将其置换成e
        public void set(E e) {
            if (lastRet < 0)
                throw new IllegalStateException();
            checkForComodification();

            try {
                ArrayList.this.set(lastRet, e);
            } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
                throw new ConcurrentModificationException();
            }
        }

        //新增一个元素,处在上一个元素之后,下一个元素之前,会移动数组
        public void add(E e) {
            checkForComodification();

            try {
                int i = cursor;
                ArrayList.this.add(i, e);
                cursor = i + 1;
                lastRet = -1;
                expectedModCount = modCount;
            } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
                throw new ConcurrentModificationException();
            }
        }
    }

    //得到子列表 从fromIndex~toIndex位置
    public List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) {
        subListRangeCheck(fromIndex, toIndex, size);
        return new SubList(this, 0, fromIndex, toIndex);
    }

    //判断Index是否合法
    static void subListRangeCheck(int fromIndex, int toIndex, int size) {
        if (fromIndex < 0)
            throw new IndexOutOfBoundsException("fromIndex = " + fromIndex);
        if (toIndex > size)
            throw new IndexOutOfBoundsException("toIndex = " + toIndex);
        if (fromIndex > toIndex)
            throw new IllegalArgumentException("fromIndex(" + fromIndex +
                                               ") > toIndex(" + toIndex + ")");
    }

    //继承与AbstractList的SubList类,其实这个类,只是去封装了几个属性,实际上用的还是原来ArrayList类的数组,外观模式
    private class SubList extends AbstractList<E> implements RandomAccess {
        private final AbstractList<E> parent;
        private final int parentOffset;
        private final int offset;
        int size; 

        //参数:
        //parent 父类型
        //offset 父类型的偏移量
        //fromIndex 子列表的开始元素,位于父列表的位置
        //toIndex 子列表的结束元素,位于父列表的位置
        SubList(AbstractList<E> parent,
                int offset, int fromIndex, int toIndex) {
            this.parent = parent;
            this.parentOffset = fromIndex;
            this.offset = offset + fromIndex;
            this.size = toIndex - fromIndex;
            this.modCount = ArrayList.this.modCount;
        }

        public E set(int index, E e) {
            rangeCheck(index);
            checkForComodification();
            E oldValue = ArrayList.this.elementData(offset + index);
            ArrayList.this.elementData[offset + index] = e;
            return oldValue;
        }

        public E get(int index) {
            rangeCheck(index);
            checkForComodification();
            return ArrayList.this.elementData(offset + index);
        }

        public int size() {
            checkForComodification();
            return this.size;
        }

        public void add(int index, E e) {
            rangeCheckForAdd(index);
            checkForComodification();
            parent.add(parentOffset + index, e);
            this.modCount = parent.modCount;
            this.size++;
        }

        public E remove(int index) {
            rangeCheck(index);
            checkForComodification();
            E result = parent.remove(parentOffset + index);
            this.modCount = parent.modCount;
            this.size--;
            return result;
        }

        protected void removeRange(int fromIndex, int toIndex) {
            checkForComodification();
            parent.removeRange(parentOffset + fromIndex,
                               parentOffset + toIndex);
            this.modCount = parent.modCount;
            this.size -= toIndex - fromIndex;
        }

        public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
            return addAll(this.size, c);
        }

        public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
            rangeCheckForAdd(index);
            int cSize = c.size();
            if (cSize==0)
                return false;

            checkForComodification();
            parent.addAll(parentOffset + index, c);
            this.modCount = parent.modCount;
            this.size += cSize;
            return true;
        }

        public Iterator<E> iterator() {
            return listIterator();
        }

        public ListIterator<E> listIterator(final int index) {
            checkForComodification();
            rangeCheckForAdd(index);
            final int offset = this.offset;

            return new ListIterator<E>() {
                int cursor = index;
                int lastRet = -1;
                int expectedModCount = ArrayList.this.modCount;

                public boolean hasNext() {
                    return cursor != SubList.this.size;
                }

                @SuppressWarnings("unchecked")
                public E next() {
                    checkForComodification();
                    int i = cursor;
                    if (i >= SubList.this.size)
                        throw new NoSuchElementException();
                    Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
                    if (offset + i >= elementData.length)
                        throw new ConcurrentModificationException();
                    cursor = i + 1;
                    return (E) elementData[offset + (lastRet = i)];
                }

                public boolean hasPrevious() {
                    return cursor != 0;
                }

                @SuppressWarnings("unchecked")
                public E previous() {
                    checkForComodification();
                    int i = cursor - 1;
                    if (i < 0)
                        throw new NoSuchElementException();
                    Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
                    if (offset + i >= elementData.length)
                        throw new ConcurrentModificationException();
                    cursor = i;
                    return (E) elementData[offset + (lastRet = i)];
                }

                @SuppressWarnings("unchecked")
                public void forEachRemaining(Consumer<? super E> consumer) {
                    Objects.requireNonNull(consumer);
                    final int size = SubList.this.size;
                    int i = cursor;
                    if (i >= size) {
                        return;
                    }
                    final Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
                    if (offset + i >= elementData.length) {
                        throw new ConcurrentModificationException();
                    }
                    while (i != size && modCount == expectedModCount) {
                        consumer.accept((E) elementData[offset + (i++)]);
                    }
                    // update once at end of iteration to reduce heap write traffic
                    lastRet = cursor = i;
                    checkForComodification();
                }

                public int nextIndex() {
                    return cursor;
                }

                public int previousIndex() {
                    return cursor - 1;
                }

                public void remove() {
                    if (lastRet < 0)
                        throw new IllegalStateException();
                    checkForComodification();

                    try {
                        SubList.this.remove(lastRet);
                        cursor = lastRet;
                        lastRet = -1;
                        expectedModCount = ArrayList.this.modCount;
                    } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
                        throw new ConcurrentModificationException();
                    }
                }

                public void set(E e) {
                    if (lastRet < 0)
                        throw new IllegalStateException();
                    checkForComodification();

                    try {
                        ArrayList.this.set(offset + lastRet, e);
                    } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
                        throw new ConcurrentModificationException();
                    }
                }

                public void add(E e) {
                    checkForComodification();

                    try {
                        int i = cursor;
                        SubList.this.add(i, e);
                        cursor = i + 1;
                        lastRet = -1;
                        expectedModCount = ArrayList.this.modCount;
                    } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
                        throw new ConcurrentModificationException();
                    }
                }

                final void checkForComodification() {
                    if (expectedModCount != ArrayList.this.modCount)
                        throw new ConcurrentModificationException();
                }
            };
        }

        public List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) {
            subListRangeCheck(fromIndex, toIndex, size);
            return new SubList(this, offset, fromIndex, toIndex);
        }

        private void rangeCheck(int index) {
            if (index < 0 || index >= this.size)
                throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
        }

        private void rangeCheckForAdd(int index) {
            if (index < 0 || index > this.size)
                throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
        }

        private String outOfBoundsMsg(int index) {
            return "Index: "+index+", Size: "+this.size;
        }

        private void checkForComodification() {
            if (ArrayList.this.modCount != this.modCount)
                throw new ConcurrentModificationException();
        }

        public Spliterator<E> spliterator() {
            checkForComodification();
            return new ArrayListSpliterator<E>(ArrayList.this, offset,
                                               offset + this.size, this.modCount);
        }
    }

    //与forEachRemaining很像,一个是迭代所有,一个是迭代剩余,都会去执行Consumer中定义的方法,可能会改变元素的值
    @Override
    public void forEach(Consumer<? super E> action) {
        Objects.requireNonNull(action);
        final int expectedModCount = modCount;
        @SuppressWarnings("unchecked")
        final E[] elementData = (E[]) this.elementData;
        final int size = this.size;
        for (int i=0; modCount == expectedModCount && i < size; i++) {
            action.accept(elementData[i]);
        }
        if (modCount != expectedModCount) {
            throw new ConcurrentModificationException();
        }
    }

    //返回spliterator,用于并行计算中,splitable iterator可分割迭代器
    @Override
    public Spliterator<E> spliterator() {
        return new ArrayListSpliterator<>(this, 0, -1, 0);
    }

    static final class ArrayListSpliterator<E> implements Spliterator<E> {

        private final ArrayList<E> list;//原数组
        private int index; // current index, modified on advance/split
        private int fence; // -1 until used; then one past last index
        private int expectedModCount; // initialized when fence set

        /** Create new spliterator covering the given  range */
        ArrayListSpliterator(ArrayList<E> list, int origin, int fence,
                             int expectedModCount) {
            this.list = list; // OK if null unless traversed
            this.index = origin;
            this.fence = fence;
            this.expectedModCount = expectedModCount;
        }

        private int getFence() { // 第一次使用时,初始化fence大小
            int hi; // (a specialized variant appears in method forEach)
            ArrayList<E> lst;
            if ((hi = fence) < 0) { //-1表示初始化的值
                if ((lst = list) == null)
                    hi = fence = 0;
                else {
                    expectedModCount = lst.modCount;
                    hi = fence = lst.size;
                }
            }
            return hi;
        }

        //这就是为Spliterator专门设计的方法,区分与普通的Iterator,该方法会把当前元素划分一部分出去创建一个新的Spliterator作为返回,
        //两个Spliterator变会并行执行,如果元素个数小到无法划分则返回null
        public ArrayListSpliterator<E> trySplit() {
            int hi = getFence(), lo = index, mid = (lo + hi) >>> 1;//由于lo + hi都是整数,>>>相当于除2
            return (lo >= mid) ? null : // divide range in half unless too small
                new ArrayListSpliterator<E>(list, lo, index = mid,//注意index=min
                                            expectedModCount);
        }

        //tryAdvance就是顺序处理每个元素,类似Iterator,如果还有元素要处理,则返回true,否则返回false
        public boolean tryAdvance(Consumer<? super E> action) {
            if (action == null)
                throw new NullPointerException();
            int hi = getFence(), i = index;
            if (i < hi) {
                index = i + 1;
                @SuppressWarnings("unchecked") E e = (E)list.elementData[i];
                action.accept(e);
                if (list.modCount != expectedModCount)
                    throw new ConcurrentModificationException();
                return true;
            }
            return false;
        }

        public void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) {
            int i, hi, mc; // hoist accesses and checks from loop
            ArrayList<E> lst; Object[] a;
            if (action == null)
                throw new NullPointerException();
            if ((lst = list) != null && (a = lst.elementData) != null) {
                if ((hi = fence) < 0) {
                    mc = lst.modCount;
                    hi = lst.size;
                }
                else
                    mc = expectedModCount;
                if ((i = index) >= 0 && (index = hi) <= a.length) {
                    for (; i < hi; ++i) {
                        @SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) a[i];
                        action.accept(e);
                    }
                    if (lst.modCount == mc)
                        return;
                }
            }
            throw new ConcurrentModificationException();
        }

        //该方法用于估算还剩下多少个元素需要遍历
        public long estimateSize() {
            return (long) (getFence() - index);
        }

        //其实就是表示该Spliterator有哪些特性,用于可以更好控制和优化Spliterator的使用
        public int characteristics() {
            return Spliterator.ORDERED | Spliterator.SIZED | Spliterator.SUBSIZED;
        }
    }

    //删除,增加过滤功能
    @Override
    public boolean removeIf(Predicate<? super E> filter) {
        Objects.requireNonNull(filter);//判断过滤器是否为空
        // figure out which elements are to be removed
        // any exception thrown from the filter predicate at this stage
        // will leave the collection unmodified
        int removeCount = 0;//要删除元素的个数
        final BitSet removeSet = new BitSet(size);//使用BitSet类来保存要被删除的Set,BitSet是使用位图来保存数据,节省很大内存
        final int expectedModCount = modCount;//预期的modCount
        final int size = this.size;
        for (int i=0; modCount == expectedModCount && i < size; i++) {
            @SuppressWarnings("unchecked")
            final E element = (E) elementData[i];
            if (filter.test(element)) {//如果element匹配filter中的过滤条件的话,则会返回true
                removeSet.set(i);//使用位图来保存要被删除的index
                removeCount++;
            }
        }
        if (modCount != expectedModCount) {//快速失败机制,在多线程情况下,去报错,引起程序员注意
            throw new ConcurrentModificationException();
        }

        // shift surviving elements left over the spaces left by removed elements
        final boolean anyToRemove = removeCount > 0;//用于记录是否需要删除
        if (anyToRemove) {
            //需要删除...
            final int newSize = size - removeCount;//计算剩余的长度,也即新数组的长度
            for (int i=0, j=0; (i < size) && (j < newSize); i++, j++) {//(i < size) && (j < newSize)会节约一些效率
                i = removeSet.nextClearBit(i);//得到没有被拦截的index
                elementData[j] = elementData[i];
            }
            for (int k=newSize; k < size; k++) {//清除数组后面的多余引用,GC
                elementData[k] = null;  // Let gc do its work
            }
            this.size = newSize;
            if (modCount != expectedModCount) {
                throw new ConcurrentModificationException();
            }
            modCount++;//用于记录本条数据也改变了数组结构,从这个地方可以看出来,快速失败机制并不能完全确保一定会提醒到程序员,只是有可能
        }

        return anyToRemove;
    }

    //替换所有
    @Override
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public void replaceAll(UnaryOperator<E> operator) {
        Objects.requireNonNull(operator);
        final int expectedModCount = modCount;
        final int size = this.size;
        for (int i=0; modCount == expectedModCount && i < size; i++) {
            elementData[i] = operator.apply((E) elementData[i]);
        }
        if (modCount != expectedModCount) {
            throw new ConcurrentModificationException();
        }
        modCount++;
    }

    @Override
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public void sort(Comparator<? super E> c) {
        final int expectedModCount = modCount;
        Arrays.sort((E[]) elementData, 0, size, c);
        if (modCount != expectedModCount) {
            throw new ConcurrentModificationException();
        }
        modCount++;
    }
}

 

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fastRemove避免重复检查提升性能使用双指针原地操作减少内存分配本地方法实现高效数据移动6.3.3.替换指定位置元素/*** 替换列表中指定位置的元素(时间复杂度O(1))* @param index 要替换的位置索引(0 ≤ index < size)* @param element 要存储的新元素(允许为null)* @return 被替换的旧元素* @throws IndexOutOfBoundsException 如果索引越界(index < 0 || index ≥ size)

cj928963824的博客 1978

CTS实战:如何用set_sense优化时钟树平衡(附ICC2避坑指南)

本文深入探讨了在时钟树综合(CTS)中,如何正确使用`set_sense`命令优化时钟树平衡,并对比了其与`set_disable_timing`的本质区别。通过实战案例详细解析了`-stop_propagation`和`-clock_leaf`参数的应用场景,并提供了ICC2工具中的关键避坑指南,帮助后端工程师精准控制时钟拓扑,避免时序分析漏洞。

weixin_28933797的博客 459

Java集合源码解析之ArrayList

1.ArrayList源码解析整体流程图概览。

ByteBlossom 935

VIVADO IP核之FIR插值器多相滤波仿真

网络上有许多文章介绍FIR低通滤波器的使用,包括仿真。关于FIR低通滤波器的使用,我之前的文章已经介绍过了,本文将继续深入介绍FIR插值器多相滤波的使用方法,并将FIR插值多相滤波的结果与MATLAB仿真计算的结果比较,验证了FIR插值器多相滤波使用正确。

m0_66360845的博客 3382

OpenClaw实战系列10(完结篇):企业级应用实战案例——从0到1搭建智能客服系统

本文以一家跨境电商公司为例,从需求分析、系统设计、分步搭建到上线运营,完整呈现智能客服系统的落地全过程。所有配置命令和截图均来自实测环境,你可以直接复制使用。

PeterPan的博客 1306

ArrayList 源码解析

一、ArrayList的概述 ArrayList 是我们开发中常用的一种数据结构,它的底层是基于数组实现的,是一个动态数组,容量你可以动态 增加,ArrayList实现Serializable 接口,他能支持序列化传输;实现了RandomAccess接口,支持快速随机访问,也就是通过下标可以实现快速访问;实现了Cloneable 接口,意味着可以被克隆。 二、ArrayList 的源码解析 首先看...

技术宝库 259

2025.06.06【Ribo-seq】|riboWaltz:P-site定位与三碱基周期性分析流程

同学们,大家好!今天我们要学习的是riboWaltz——一款专为Ribo-seq(核糖体足迹测序)数据设计的R包,主要用于P-site定位优化和三碱基周期性分析。P-site的准确定位是Ribo-seq下游所有翻译组学分析的基础,riboWaltz为我们提供了系统、可视化、易用的解决方案。P-site定位优化:自动识别不同长度RPF的最佳P-site偏移量。三碱基周期性分析:可视化RPF在CDS、UTR等区域的分布,评估数据质量。多样本/多条件支持:可同时处理多个样本,便于批量分析和对比。

1793

Java——ArrayList源码解析

ArrayList源码解析 ArrayList介绍: ArrayList就是动态数组,用MSDN中的说法,就是Array的复杂版本,它提供了动态的增加和减少元素,实现了ICollection和IList接口,灵活的设置数组的大小等好处。 ArrayList基于List接口实现的大小可变的数组。其实现了所有可选的List操作,并且元素允许为任意类型,包括null元素。除了实现List接口,此类还提供了操作内部用于存储列表数组大小的方法(这个类除了没有实现同步外,功能基本与Vector一致)。 每个ArrayL

weixin_44502548的博客 184

最新的sdio 4.0 spec 协议标准 带书签 高清完整PDF版

Part-E1-SDIO-Specification-Ver4.00-Final-120220.pdf:最新的sdio 4.0 spec 协议标准 带书签 高清完整PDF版,包括SDIO 接口的外设,SDIO 接口官方协议等。

ssm框架搭建

这个是一个在idea上成功跑起来的ssm框架项目,保存在这里方便以后使用直接下载

ArrayList(JDK1.8)源码解析

既然是看源码,那我们要怎么看一个类的源码呢?这里我推荐的方法是: 1)看继承结构 ​ 看这个类的层次结构,处于一个什么位置,可以在自己心里有个大概的了解。 2)看构造方法 ​ 在构造方法中,看做了哪些事情,跟踪方法中里面的方法。 3)看常用的方法 ​ 跟构造方法一样,这个方法实现功能是如何实现的 注:既然是源码,为什么要这样设计类,有这样的继承关系。这就要说到设计模式的问题了。所以我们要了解常用的...

ThinkWon的博客 1万+

Camera2Demo

在Camera2 的基础上进行封装,使得Camera2一堆初始化逻辑与Activity分离,降低耦合度,完成预览拍照并保存的操作

ArrayList源码解析一

​ 因为接口中全都是抽象的方法,而抽象类中可以有抽象方法,还可以有具体的实现方法,正是利用了这一点,让AbstractList实现接口中一些通用的方法,而具体的类,如ArrayList就继承这个AbstractList类,拿到一些通用的方法,然后自己在实现一些自己特有的方法,这样一来,让代码更简洁,就继承结构最底层的类中通用的方法都抽取出来。构造一个 collection 包含指定的元素的列表,这些元素是按照该 collection 的迭代器返回它们的顺序排列的。

2401_89429303的博客 588

SIMATIC S7-1200, S7-1500 PID 控制[手册]

SIMATIC S7-1200, S7-1500 PID 控制[手册]

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