【源码解析】扒开ArrayList的外衣
本文内容
当然ArrayList里的方法不止这些，本文主要讲一些常用的方法
方法变量
Arraylist里的方法变量主要有以下几个
1. 构造方法
1.1 有参构造
1.1.1 传入数组的大小
1.1.1.1代码实现
List<String> list=new ArrayList<>(5);
复制代码1.1.1.2源码解析
1.1.2 传入一个list对象
其实这个就相当于把传入的list对象里的数据复制到新的ArrayList对象
1.1.2.1 代码实现
List<String> list=new ArrayList<>(Arrays.asList("z","m","h"));
复制代码这里用来
Arrays工具类里的asList方法，它的源码里是直接返回一个List，有兴趣的可以去看看，这里就不介绍了
1.1.2.2 源码解析
1.2 无参构造
这个比较简单，直接赋值一个空数组
1.2.1代码实现
List<String> list=new ArrayList<>();
复制代码1.2.2源码解析
2. add方法
add一般常用的有两个方法，一个就是add(E e)在尾部添加数据，一个就是add(int index,E element)在指定位置插入元素
2.1 add(E e)
这个是Arrayist的主要方法，平时用的也是最多的方法之一，所以源码比较复杂，比较长
2.1.1 代码实现
List<String> list=new ArrayList<>();
list.add("灰灰HK");
复制代码2.1.2 源码解析
- ensureCapacityInternal(int minCapacity)确保数组容量充足
- calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity)
- 再回到ensureExplicitCapacity(int minCapacity)这个方法，这个方法先
修改次数加1，然后判断size+1是不是比当前的数组容量大，如果比当前的数组容量大，则进行扩容操作，扩大容量为原数组的1.5倍
比如第二次调用add方法，此时
size+1=2,elementData.length=10,为什么等于10呢？因为第一次默认把数组容量从0扩大到了10,这时size+1比elementData.length小，就不会进行扩容操作
- grow(int minCapacity)扩容
这里调用
Arrays.copyOf()方法进行复制操作，当进一步深入这个方法时，发现是由System.arraycopy()这个方法实现复制功能的，这个方法由native关键字修饰，表示不是由Java语言实现的，一般是c/cpp实现
2.1.3 小结
到这里，add的方法流程就走完了，其核心步骤：
-
每次添加元素时判断数组容量是否充足
-
第一次添加元素，把数组容量扩容到10
-
扩容时，除第一次，以后的每次扩容为原大小的1.5倍
-
扩容后调用
System.arraycopy()方法把原数组的元素复制到扩容后的新数组
2.2 add(int index, E element)
该方法为在指定位置插入元素，该位置及后面所有元素后移
2.2.1 代码实现
List<String> list=new ArrayList<>();
list.add("hk");
list.add(0,"灰灰");
复制代码2.2.2 源码解析
可以看到，这边又用到了
System.arraycopy()这个方法
- rangeCheckForAdd(int index)判断是否越界
这里他是和
size对比，而不是和数组的length对比，我个人认为这样第一节省了空间，第二方便后面移动的操作
- System.arraycopy()拷贝数组
public static native void arraycopy(Object src, int srcPos,
Object dest, int destPos,
int length)
复制代码
- src 原数组对象
- srcPos 原数组起始位置
- dest 目标数组
- destPos 目标数组起始位置
- length 复制多少个数据
2.2.3 小结
插入方法其主要步骤如下:
- 检查插入的位置是否越界
- 检查数组容量是否充足，不充足进行扩容相关操作
- 调用
System.arraycopy()进行index及后面的元素后移
3. get方法
3.1 get(int index)
3.1.1 代码实现
List<String> list=new ArrayList<>();
list.add("hk");
list.get(0);
复制代码3.1.2 源码解析
- rangeCheck(int index)判断是否越界
get个add方法判断越界的方法是不一样的，这边是
index>=size,多了个等于，为什么要多个等于呢？因为数组是从0开始的，而size相当于是开始的从1开始的
private void rangeCheck(int index) {
if (index >= size)
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
复制代码- elementData(int index)直接返回对应下标的数组元素
E elementData(int index) {
return (E) elementData[index];
}
复制代码3.1.3 小结
get方法比较简单，主要步骤为：
- 检查是否越界
- 返回对应元素
4. set方法
4.1 set(int index, E element)
4.1.1 代码实现
List<String> list=new ArrayList<>();
list.add("hk");
list.set(0,"灰灰");
复制代码4.1.2 源码解析
5. remove方法
5.1 remove(int index)
5.1.1 代码实现
List<String> list=new ArrayList<>();
list.add("hk");
list.remove(0);
复制代码5.1.2 源码解析
当删除的元素为最后一个元素时，
numMoved就小于0了，就不会进行移动元素的操作
5.2 remove(Object o)
这个方法在实际中用的比较少，因为
AraryList是可以保存重复的元素，所以删除是删除最早添加的元素
5.2.1 代码实现
List<String> list=new ArrayList<>();
list.add("hk");
list.remove("hk");
复制代码5.2.2 源码解析
- fastRemove(int index)删除元素
这个方法和remove(int index)内部的操作类似，不过这边不保存被删除的元素
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
}
复制代码6. clear方法
6.1 clear()
6.1.1 代码实现
List<String> list=new ArrayList<>();
list.add("hk");
list.clear();
复制代码6.1.2 源码分析
总结
ArrayList底层扩容或者移动数组元素时都调用了System.arraycopy()来进行相关操作，平时进行我们进行数组复制或移动的时候也可以调用这个方法了，这个性能比循环复制性能高多了，特别是在大量数据的时候。
文章好几次出现了modCount++这个操作，这个modCount主要用户内部类的迭代器
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