ArrayList源码分析

最新推荐文章于 2025-05-08 10:00:08 发布

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文章标签： java

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_45461593/article/details/115801619

版权

一.底层数据结构
二.构造函数
三.扩容机制
四.相关方法

ArrayList底层数据结构是不能被序列化的数组

transient Object[] elementData

private static final int DEFAULT_CAPACITY=10//默认初始化大小
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA={};//空实例的共享数组
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA={}//默认大小为10的空实例共享矩阵，在第一个元素被添加进入的时候就判断要扩张的大小

三种构造函数：

无参构造函数表示建立一个大小为10的空列表。

形参为整数initialCapacity的构造函数会判断参数的大小是否为0，为0则建立一个空的列表，否则根据initialCapacity大小进行建立，传入负数会报IllegalArgumentException。

形参为集合c的构造函数会先对c进行数组化(toArray())

elementData=c.toArray();

然后判断数组化之后elementData的长度是否为0，为0就建立空列表，如果不是0，再判断是否是Object数组，如果不是就通过Arrays.copyOf()方法将elementData转化为Object类型的数组

扩容机制

相关方法:ensureCapacity,ensureCapacityInternal,ensureExplicitCapacity,grow,hugeCapacity,calculateCapacity

扩容最终都是通过grow方法完成的

通过ensureCapacity方法先通过判断底层数组是否为空来判断最小扩容量minExpand大小是10还是0，然后判断传入的最小需要容量minCapacity是否比minExpand大，大了就再通过ensureExplicitCapacity方法比较minCapacity和目前数组大小，大就再调用grow方法，grow方法中old=length,new=old*1.5（其实是通过位运算>>1）,比较new和mincapacity,然后通过Arrays.copyOf()方法转化数组进行扩容。

    /**
     * Increases the capacity of this <tt>ArrayList</tt> instance, if
     * necessary, to ensure that it can hold at least the number of elements
     * specified by the minimum capacity argument.
     *
     * @param   minCapacity   the desired minimum capacity
     */
    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;

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

    private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
        if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
            minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
        }

        ensureExplicitCapacity(minCapacity);
    }

    private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
        modCount++;

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

    /**
     * The maximum size of array to allocate.
     * Some VMs reserve some header words in an array.
     * Attempts to allocate larger arrays may result in
     * OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit
     */
    private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;

    /**
     * Increases the capacity to ensure that it can hold at least the
     * number of elements specified by the minimum capacity argument.
     *
     * @param minCapacity the desired minimum capacity
     */
    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);
    }

    private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
        if (minCapacity < 0) // overflow
            throw new OutOfMemoryError();
        return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
            Integer.MAX_VALUE :
            MAX_ARRAY_SIZE;
    }

简而言之就是通过这几个方法比较最小需要容量(minCapacity)的大小，如果小了，就直接扩容1.5倍，如果大了，就扩容minCapacity的大小。

add()和addAll()

添加元素之前，要进行剩余空间检查，空间不足就要扩容

如果是要将元素插入到指定位置，会使用到Syste,.arrayCopy()这个方法，将数组要插入位置的size-index长度的元素复制到数组从插入位置后面一个位置index+1，然后给index位置赋值

public boolean add(E e) {
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        elementData[size++] = e;
        return true;
    }
    

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++;
    }