不诗意的女程序媛不是好厨师~
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昨天玩了很久的arraycopy，今天让我们来看看ArrayList的源码吧。

是的，又到了发挥我拙劣的画技的时候了~

先预览一下本篇文章的大纲：

在这里插入图片描述

下面我们就开始ArrayList的源码图解之旅吧，先从增删改查讲起，然后再讲ArrayListIterator的源码，当然这之间我们还会穿插讲一下几个大坑及注意事项~

1.增

ArrayList添加元素的操作，涉及到2个方法 add(E object) 和 add(int index, E object) 。

1.1 add(E object) 直接在尾部添加一个元素

add(E object)这个方法，是直接添加一个元素，是在尾部进行插入。

如果原数组的大小不够会先进行扩容。

最终将数据添加在尾部，同时大小加1.

源码如下：

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1.2 add(int index, E object) 在指定位置添加一个元素

add(int index, E object)这个函数是指在 index的位置 ，插入一个新元素。

• 我们先看插入操作的核心步骤：

  从要插入的位置开始的所有数据，都要往先后挪一位；然后再把要插入的数据放进去。

  画了个图 方便大家理解：

  
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• 了解了插入的核心步骤之后，我们就来看看 add(int index, E object)的源码中，插入一个元素到指定位置具体是怎么实现的吧。

  一、要先检测要插入的位置index是否合法。

  二、判断数组是否够用：

  ​ a. 如果数组够用，即 s<a.length时，直接调用arraycopy()，将从index开始的所有数据都往后挪一位。（关于arraycopy的使用我上一篇已经详细讲过了，所以这里我们应该知道他是从后往前依次往后挪一位过去的）。

  ​ b. 如果数组满了，即s>=a.length时，这里就要

  ​ (1)先将原数组进行扩容，生成新的数组；

  ​ (2)将原数组中index之前的数据复制到新数组对应的位置中去。

  ​ (3)将原数组中index之后的数据往后挪一位的移动到新的数组中去。

  ​ (4)将新数组赋给array。

  三、将要添加的元素放在index的位置，同时有效数据个数size+1。

  源代码见下图：
  

  在这里插入图片描述

补充：扩容规则

我们都知道，数组的大小是不可变的，而ArrayList的大小是可变的。而ArrayList底层也是用到了数组，那ArrayList是如何做到大小可以动态变化的呢？

答案就是通过扩容的方式。

也就是Object[] newArray = new Object[newCapacity(s)];这句代码。

现在我们来具体看看newCapacity(s)的实现：

在这里插入图片描述
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这里我们做一下解释：

当目前的容量currentCapacity<6 时，increment=12;

否则的话 increment等于currentCapacity的一半。

最终返回的大小是 currentCapacity+increment。

也就是说，扩容之后要么是在原有的基础上 +12，要么就是扩大为原来的1.5倍。

2.删

ArrayList的删除操作，我们也来看两个 remove(Object object) 和 remove(int index)。

2.1 remove(int index) 删除指定位置的元素

• 同样，我们先来看看删除的核心操作：

  对应的代码就是System.arraycopy(a, index + 1, a, index, --s - index);这句代码，

  即 ：如果要删除【index】位置的元素，那就要把【index】之后的所有元素都往前挪一位，覆盖掉index原本的位置.

  同样来画个图来帮助大家理解：

  
  在这里插入图片描述

• 了解了核心的操作之后，我们就来看看 remove(int index) 的源代码吧：
  

  在这里插入图片描述

2.2 remove(Object object) 删除某个已知元素

remove(Object object) 删除某个已知元素。

上面我们已经知道了删除指定位置元素的操作，那如果要删除某个已知元素的话，我们是不是也应该先找到它对应的位置，然后再进行删除呢。

• 那问题来了，怎么找到元素对应的位置呢？

  对，通过循环遍历，并进行比较 找到对应的index.

  
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▲有个坑！

▲【注意】：

调用remove方法， 会， 且只会 删除第一个与传入对象通过equals方法判断相等的元素。

如果传入null， 则删除掉第一个null元素。

所以， 如果自定义类想要使用remove方法从列表删除某个指定值对象， 还需要实现该类型自己的equals方法才行！

▲还有个坑！

ArrayList是可以顺序删除节点的，但是！如果使用普通for循环，必须是从后往前删。不能从前往后删。

我们先来看一下【错误示范】：

ArrayList list=new ArrayList();
list.add("a");
list.add("b");
list.add("c");

System.out.println("删除前："+list.toString());

//顺序删除节点错误示范：从前往后删----会删不干净
for (int i=0;i<list.size();i++){
    list.remove(i);
}
System.out.println("删除后："+list.toString());

【错误结果展示】：

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【出错原因分析】：

要顺序删除ArrayList的全部节点，如果我们从前往后的顺序删除，先删除【0】位置的数据，但是由于删除的时候是从后往前挪一位进行删除的，所以【0】的位置又会被下一个位置的数据覆盖上，实际上【0】还是有数据的。再画一张图来方便大家理解：

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【正确的做法】：

要想顺序删除ArrayList的所有节点，且采用普通的for循环，那只能从后往前删，这样就不会出问题。

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3.改、查

ArrayList修改数据很简单，调用的是set(int index, E object)方法，直接修改对应位置的数据即可。

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ArrayList获取数据就跟简单了，由于是顺序表有下标，直接取出对应下标数据就可以了。

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4.ArrayList的3种遍历方式

ArrayList的遍历我们有三种方式：for循环，增强for循环 和 迭代器三种方式。

（当然，增强for循环其实还是用迭代器实现的，这一点我们可以通过反编译来进行验证。）

ArrayList arrayList = new ArrayList();
arrayList.add("情人节");
arrayList.add("快乐");
arrayList.add("我");
arrayList.add("对");
arrayList.add("自己说~");

System.out.println("for循环的方式遍历：");
for (int i = 0; i < arrayList.size(); i++) {
    System.out.print(arrayList.get(i));
}

System.out.println();
System.out.println("---------------------------------");
System.out.println("增强for循环的方式遍历：");
for (Object s : arrayList) {
    System.out.print((String) s);
}

System.out.println();
System.out.println("---------------------------------");
System.out.println("迭代器的方式遍历：");
Iterator<String> iterator = arrayList.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
    System.out.print(iterator.next());
}

我们来看一下打印结果：

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5.迭代器 ArrayListIterator源码解读

好的，上面我们知道了ArrayList可以使用迭代器进行遍历。

• 那为什么它可以使用迭代器这种方式呢？

  这个我们又要去看源码了，跟进arrayList.iterator()的 iterator()方法，我们会发现ArrayList有一个内部类ArrayListIterator。而 ArrayListIterator 实现了 Iterator 接口，所以才可以使用迭代器这种方式进行迭代。

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现在我们就来具体看看ArrayListIterator的相关源代码和注意事项吧。

首先，我们可以看到ArrayListIterator实现了Iterator这个接口。

5.1 提一下什么是 Iterator （迭代器）？

我们都知道在Java中，有很多的数据容器，这些的操作又有很多的共性。而迭代器就是给各种容器提供了公共的操作接口。这样就使得对容器的操作有了规范性。

在Iterator接口中定义了三个方法：

• hasNext(): 如果仍有元素可以迭代，就返回true.

• next(): 返回迭代的下一个元素。

• remove(): 从集合中移除返回的最后一个对象。（可选操作）

源码如下：

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5.2 ArrayListIterator中的坑▲▲▲

ArrayListIterator 的源码其实并不难理解，就是实现了 Iterator 中的三个方法。

但是这里有一个▲坑▲大家需要注意，那就是：

每当我们使用迭代器遍历元素时，如果使用迭代器以外的方法修改了元素内容（如删除元素），那就会抛出ConcurrentModificationException的异常。

让我先看一下现象，然后再从源码角度找原因。

错误代码示例：

        ArrayList arrayList = new ArrayList();
        arrayList.add("a");
        arrayList.add("b");
        arrayList.add("c");

        System.out.println("移除前：" + arrayList);
        Iterator<String> iterator = arrayList.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            if ("c".equals(iterator.next())) {
                arrayList.remove("c");
            }
        }
        System.out.println("移除后：" + arrayList);

        //注意增强for使用的也是迭代器
        //所以一下这种操作也会报ConcurrentModificationException
        //for (Object o : arrayList) {
        //    arrayList.remove(o);
        //}
        //System.out.println("移除后2：" + arrayList);

报错显示：

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好的，现象我们已经看到了，那现在我们就来看看错误的原因吧。

我们要先来了解一下这几个变量的含义：

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然后我们来看一下何种情况下会报错：

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先分析一下报错原因：

在我们使用 ArrayLis 的 iterator() 方法获取到迭代器进行遍历时，会把 ArrayList 当前状态下的 modCount 赋值给 ArrayListIterator类的 expectedModCount 属性。

如果我们在迭代过程中，使用了 ArrayList 的 remove()方法，这时 modCount 就会加 1 ，但是迭代器中的expectedModCount 并没有变化，当我们再使用迭代器的next()方法时，它就会报ConcurrentModificationException的错。

最后我们再来比较一下 ArrayListIterator中的 remove()方法和ArrayList自己的remove()方法的不同之处，验证一下错误发生的原因：

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✍所以我们得到的启示是：

每当我们使用迭代器遍历元素时，要使用迭代器自己的删除方法，而不能使用迭代器以外的方法修改了元素内容，否则会造成expectedModCount和modCount的值不一致，从而抛出ConcurrentModificationException的异常。

此外，我们还要注意一下，增强for循环其实也是使用的迭代器，所以也要注意同样的问题。

积累点滴，做好自己~