Java——集合框架（3）——ArrayList

这里再放一下之前的集合框架结构图的一部分：

这篇文章将要介绍图中橙色方框框起来的 ArrayList 类。

一、一些特点

• 可存储重复元素： ArrayList 允许存储重复的元素，多个相同的对象可以存在于同一个列表中。
• 支持 null 值： ArrayList 可以存储 null 值，作为有效元素。
• 线程不安全： ArrayList 是线程不安全的。在多个线程同时访问同一个 ArrayList 的情况下，如果没有适当的同步机制，可能会导致数据的不一致性。

二、数据存储

ArrayList 使用一个 Object[] 数组来存储实际的元素。

三、构造器

• 创建一个空的ArrayList实例：public ArrayList()
• 创建一个指定初始容量的ArrayList实例：public ArrayList(int initialCapacity)
• 创建一个包含指定集合元素的ArrayList实例：public ArrayList(Collection<? extends E> c)

四、扩容机制

想知道具体的扩容机制，我们要查看 ArrayList 的部分源码。

1、使用无参构造器开局

对于 ArrayList 的无参构造器：

    public ArrayList() {
   
        this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
    }

    private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {
   };

这里的 DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA; 属性是一个空数组，所以说，如果使用无参构造器创建一个 ArrayList 的话，数组的空间为 0。

如果我们通过无参构造器创建了一个 elementData 为空的 ArrayList，然后对它进行一些其他的操作，对应的扩容操作又是什么呢，我们下面将来探讨这一问题。

	List<String> list = new ArrayList<String>();
	list.add("Hello");

我们可以对这一段代码进行调试，当我们进入了 add() 方法内部时，我们可以看到 add() 方法的具体实现：

    public boolean add(E e) {
   
        ensureCapacityInternal(size + 1); // 确保内部有足够空间
        elementData[size++] = e;
        return true;
    }

这里会首先调用 ensureCapacityInternal() 方法，用来确保有足够的空间，ensureCapacityInternal() 方法的具体实现：

    private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
    // 这里 minCapacity 为 size + 1
        if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
   
            minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
        }

        ensureExplicitCapacity(minCapacity);
    }

这里首先判断数组是不是还是 DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {}，也就是说判断数组是不是还是空数组，如果是空数组的话，确定 minCapacity 为 DEFAULT_CAPACITY, minCapacity 两者之间最大值，这里由于 minCapacity 是 size + 1 为 1，而 DEFAULT_CAPACITY 为10，所以 minCapacity 被赋值为 10。

然后接着向下执行，调用 ensureExplicitCapacity() 方法，此方法的具体实现为：

    private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
   
        modCount++;
        if (minCapacity - elementData.length > 0) // 如果最小需要空间大于数组的大小，则增大空间
            grow(minCapacity);
    }

这里由于 minCapacity 为 10，数组的大小为 0，所以接着执行 grow() 方法，此方法的具体实现为：

    private void grow(int minCapacity) {
   
        int oldCapacity = elementData.length; // 0
        // 右移相当于整数除法中的除以二
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); // 1.5 * 0
        if (newCapacity -