ArrayList源码解析

本文深入解析了Android SDK中ArrayList类的实现原理,包括其构造方法、底层存储方式、扩容策略等核心内容。详细介绍了add和addAll方法的具体实现,并对内部扩容逻辑进行了分析。

android-sdk/sources/android-23/java/util/ArrayList.java

属性:

  • 最小扩容量:12

    private static final int MIN_CAPACITY_INCREMENT = 12;
    
  • 元素个数(不是容量):

    int size;
  • 底层存储方式:

    transient Object[] array;

三种构造方法

  1. 默认初始化一个空对象数组
  2. 参数为容量,需处理参数为负值、参数为0情况
  3. 参数为一个Collection接口类型的集合

扩容

@Override public boolean add(E object) {
    Object[] a = array;
    int s = size;
    if (s == a.length) {
        //add扩容
        Object[] newArray = new Object[s +
                (s < (MIN_CAPACITY_INCREMENT / 2) ?
                 MIN_CAPACITY_INCREMENT : s >> 1)];
        System.arraycopy(a, 0, newArray, 0, s);
        array = a = newArray;
    }
    a[s] = object;
    size = s + 1;
    modCount++;
    return true;
}


public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> collection) {
    int s = size;
    if (index > s || index < 0) {
        throwIndexOutOfBoundsException(index, s);
    }
    Object[] newPart = collection.toArray();
    int newPartSize = newPart.length;
    if (newPartSize == 0) {
        return false;
    }
    Object[] a = array;
    int newSize = s + newPartSize; // If add overflows, arraycopy will fail
    if (newSize <= a.length) {
         System.arraycopy(a, index, a, index + newPartSize, s - index);
    } else {
        //addAll扩容,
        int newCapacity = newCapacity(newSize - 1);  // ~33% growth room
        Object[] newArray = new Object[newCapacity];
        System.arraycopy(a, 0, newArray, 0, index);
        System.arraycopy(a, index, newArray, index + newPartSize, s-index);
        array = a = newArray;
    }
    System.arraycopy(newPart, 0, a, index, newPartSize);
    size = newSize;
    modCount++;
    return true;
}


//addAll使用的扩容方法,与add内嵌的算法相同。(但是,addAll传入的参数为新的元素个数-1)
//若当前的元素个数小于6,则新容量为,旧的个数+12;若当前元素个数大于6,新容量为旧的个数的1.5倍
private static int newCapacity(int currentCapacity) {
    int increment = (currentCapacity < (MIN_CAPACITY_INCREMENT / 2) ?
            MIN_CAPACITY_INCREMENT : currentCapacity >> 1);
    return currentCapacity + increment;
}
ArrayList是Java集合框架中的一个类,它实现了List接口,可以用来存储一组对象,这些对象可以是任意类型。 下面是ArrayList源码解析: 1. 成员变量 ```java /** * Default initial capacity. */ private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10; /** * Shared empty array instance used for empty instances. */ private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {}; /** * Shared empty array instance used for default sized empty instances. We * distinguish this from EMPTY_ELEMENTDATA to know how much to inflate when * first element is added. */ private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {}; /** * The array buffer into which the elements of the ArrayList are stored. * The capacity of the ArrayList is the length of this array buffer. Any * empty ArrayList with elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA * will be expanded to DEFAULT_CAPACITY when the first element is added. */ transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access /** * The size of the ArrayList (the number of elements it contains). * * @serial */ private int size; ``` ArrayList有三个成员变量,分别是DEFAULT_CAPACITY、EMPTY_ELEMENTDATA和DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA。DEFAULT_CAPACITY表示默认的容量大小,EMPTY_ELEMENTDATA是一个空数组,DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA也是一个空数组,但它会在第一次添加元素时扩容为DEFAULT_CAPACITY大小。elementData是一个Object类型的数组,用于存储ArrayList中的元素,size表示ArrayList中元素的数量。 2. 构造方法 ```java /** * Constructs an empty list with an initial capacity of ten. */ public ArrayList() { this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA; } /** * Constructs a list containing the elements of the specified * collection, in the order they are returned by the collection's * iterator. * * @param c the collection whose elements are to be placed into this list * @throws NullPointerException if the specified collection is null */ public ArrayList(Collection<? extends E> c) { elementData = c.toArray(); if ((size = elementData.length) != 0) { // defend against c.toArray (incorrectly) not returning Object[] // (see e.g. https://bugs.openjdk.java.net/browse/JDK-6260652) if (elementData.getClass() != Object[].class) elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class); } else { // replace with empty array. this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA; } } /** * Constructs an empty list with the specified initial capacity. * * @param initialCapacity the initial capacity of the list * @throws IllegalArgumentException if the specified initial capacity * is negative */ 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); } } ``` ArrayList提供了三个构造方法。第一个构造方法是无参的构造方法,它将elementData赋值为DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA。第二个构造方法接收一个Collection类型的参数c,它将参数c中的元素转为数组并将其赋值给elementData。第三个构造方法接收一个int类型的参数initialCapacity,它根据参数initialCapacity的值创建一个Object类型的数组并将其赋值给elementData。 3. 常用方法 常用方法包括add()、get()、set()、remove()、size()等。 add()方法用于在ArrayList中添加一个元素,如果elementData的容量不足,就需要进行扩容。扩容的方式是将elementData数组的大小增加50%。 get()方法用于获取ArrayList中指定位置的元素。 set()方法用于将ArrayList中指定位置的元素替换为指定的元素。 remove()方法用于删除ArrayList中指定位置的元素。 size()方法用于获取ArrayList中元素的数量。 4. 总结 ArrayList是Java集合框架中的一个类,它实现了List接口,可以用来存储一组对象。ArrayList源码解析包括成员变量、构造方法和常用方法。掌握ArrayList源码可以帮助我们更好地理解它的实现原理,从而更加灵活地应用它。
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