ArrayList 源码分析

最新推荐文章于 2024-08-22 16:13:15 发布

john_lw

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分类专栏： Java 文章标签： arraylist 集合框架源码分析 Java

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ArrayList继承了AbstractList，实现了List接口，还有RandomAccess，Cloneable,Serializable三个标识接口。非同步。

属性

主要维护了两个Object数组，一个static final 的空数组用来表示空List，一个transient的数组用于存取数据。

构造器

一个利用空数组直接构造空List，一个从容量构造，一个从另外的Collection构造（由数组的复制实现）。

容量保证

List提供了指定最小容量（设为C）的方法ensureCapacity，实现是先比较C与默认容量，可以的话就用默认容量，不行就在原有容量上增加0.5倍，依然不满足就直接使用C的大小，还不行就使用Integer的最大数组值（考虑到某些虚拟机会在数组中添加头部字节，占用一些空间，所以尽量不直接使用int最大值），这样还不行就直接使用int最大值。

同时在这个不断试探的过程中：1、伴随着各个条件下的参数检查，以确保不会溢出。2、modCount（结构性修改次数，主要用于Iterator的fail-fast机制）标识位值增加

增

add(e)

先保证容量，再将元素引用存入数组。

add(index,e)

先检查index合法性，再保证容量，再进行数组的插入（先移后插或者直接插入，具体要看System.ArrayCopy native方法的具体实现。）

addAll(Collection c)

先将c转为数组，再保证List容量，再进行System.ArrayCopy

addAll(index,c)

思路同add(index,e)

删

trimToSize()

节约内存

remove(index)

index合法性检查，modCount++,再进行数组删除（先删再移/直接删，System.ArrayCopy）,最后将数组末尾值置为null

remove(object)

NPE检查，遍历数组查找其index,modCount++,并删除（System.ArrayCopy），最后将数组末尾值置为null

chear()

modCount++,数组所有位置赋值为null并将size归零

removeRange(index1,index2)

思路大致同remove(index)

removeAll(collection c)和retainAll(collection c)

两个方法都由private方法 batchRemove(collection c，boolean complement)实现，其思路是挨个比较c和本来list中的元素是否相等，然后将需要保留的元素（removeAll将保留除c以外的，retainAll将保留c中所有）逐个移到list数组前端，然后将其余的元素置为null。该方法巧妙在用一个boolean变量，使一段代码可以重复用于两种截然相反的方法。

改

toArray()

调用Arrays类copyof静态方法，该方法是泛型方法，思路是先获取list中数组持有对象的运行时类型，然后新建一个该类型的数组，然后调用System.ArrayCopy()。返回的是Object类型的数组，但是数组里保存的是实际类型。

List<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("sjsh");
list.add("dafjdslj");
Object[] a = list.toArray();
System.out.println(a[0].getClass());

输出 class java.lang.String

toArray(T[] a)

主要将list转存到特定类型的数组a中。
如果a的长度小于list的size，则先获取a的运行时类型，然后通过Arrays.copyof()方法创建新的a类型的size大小的数组并返回。
如果a的长度足够大装的下list的所有元素，则直接调用System.arrayCopy()方法将list数组转存至a数组，如果运行时类型不相同的话会抛ArrayStoreException。如果a数组的长度大于list的size,则将a[size]位置为null,用于在已知数组不含null元素的情况下判断数组的实际长度。

这里说一下Arrays.copyOf()方法和System.arraycopy()方法的关系。
1、Arrays.copyOf()中数组复制调用的就是System.arraycopy()。
2、Arrays.copyOf()是首先获取泛型入参的运行时类型，再新建一个该类型的数组，然后调用System.arraycopy()进行复制。System.arraycopy()是直接赋值给入参数组。

Set(int index,E element)

先进行index合法性检查，再进行E类型元素赋值操作。

查

size()

isEmpty()

indexOf(Object o)

遍历数组，如果两个对象引用相同，返回数组中该引用的index，没有找到则返回-1

lastIndexOf(Object o)

反向遍历

contains(Object o)

检查indexOf方法的返回值是否大于等于0

get(int index)

index合法性检查，通过数组索引返回对应值

listIterator()

通过内部私有类，返回List迭代器（正反向都可以）

listIterator(index)

index合法性检查，返回List迭代器

iterator()

返回常规迭代器，带有fail-fast机制。

fail-fast机制：迭代器生成时获取List属性中的modCount数值并赋值给迭代器属性中的expectedModCount，每次执行next和remove方法时再将expectedModCount与modCount比较，如不同则抛ConcurrentModificationException