在平时Java,存储数据需要用到列表，而大多时候都能用到ArrayList，比如Mybatis查询数据列表，返回列表都是ArrayList，很多数据的存放也用到了ArrayList。
jdk 版本： 1.8
ArrayList 是基于大小可变的数组实现，并允许添加null值, 根据下标就能数据查询快。数组一旦初始化就确定好了大小，如果需要添加数据，就需要做数据的复制，这些操作比较耗时。
数组拷贝
ArrayList数组的扩容、添加和删除需要用到数组的拷贝，主要用到了以下两个方法：
System.arraycopyArrays.copyOf
System.arraycopy
System.arraycopy() 是Java的原生的静态方法，该方法将源数组元素拷贝到目标数组中去。
参数详解：
- src 源数组
- srcPos 源数组拷贝的起始索引
- dest 目标数组
- destPos 拷贝到目标数组的起始索引
- length 拷贝元素的个数
将src源数组，起始索引为srcPos,个数为length,复制到起始索引为destPos的dest目标数组。
比如：
int[] srcArray = new int[]{1,2,3,4,5,6};
int[] desArray = new int[5];
System.arraycopy(srcArray,1,desArray,2,3);
System.out.println("desArray: " + Arrays.toString(desArray));
输出：
[0, 0, 2, 3, 4]
Arrays.copyOf
Arrays.copyOf本质也是调用System.arraycopy方法：
public static int[] copyOf(int[] original, int newLength) {
int[] copy = new int[newLength];
System.arraycopy(original, 0, copy, 0,
Math.min(original.length, newLength));
return copy;
}
首先创建一个新的数组copy，将original数组全部复制给copy数组。
主要字段：
// 底层数组
transient Object[] elementData;
// 数组个数大小
private int size;
// 默认空数组
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
-
ArrayList是基于数组的一个实现，elementData就是底层的数组。 -
size是记录数组的个数。
构造方法
ArrayList()
public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
无参构造方法，创建数据直接赋值一个空数组。
ArrayList(int initialCapacity)
赋一个初始化容量initialCapacity:
public ArrayList(int initialCapacity) {
if (initialCapacity > 0) {
this.elementData = new Object[initialCapacity];
} else if (initialCapacity == 0) {
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
} else {
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
initialCapacity);
}
}
- 初始化容量
initialCapacity大于零，新建长度initialCapacity的数组。 - 初始化容量
initialCapacity等于零，新建一个空数组。
添加数据
添加数据有两个方法：
- add(E e) 直接添加在数组尾部。
- add(int index, E element) 根据下标添加数据。
add(E e)
在列表尾部添加数据：
/**
* Appends the specified element to the end of this list.
*/
public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}
ensureCapacityInternal 判断添加数据后的容量是否足够，如果不够，做扩容操作。
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
}
private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
return minCapacity;
}
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;
// overflow-conscious code
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
ensureCapacityInternal 作用是判断容量当前容量是否足够存放新的数据，如果不够就做扩容操作。
calculateCapacity计算容量，如果数组为null，返回minCapacity和10的最大值，否则返回minCapacity。这个方法就是返回数组的大小。
调用无参构造方法
ArrayList(),再调用add()方法，首先数组容量会变成10。这也是为什么无参构造方法ArrayList()上面有会有注解Constructs an empty list with an initial capacity of ten.
ensureExplicitCapacity 判断需要的容量minCapacity大于当前数组的长度elementData.length，将会做扩容处理，也是调用grow方法：
private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;
// 新长度是原来长度的 1.5倍
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
if (newCapacity - minCapacity < 0)
// 新长度比需要长度更小，赋值给新长度
newCapacity = minCapacity;
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
// 拷贝数组到新的长度数组
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
group 主要做了两件事：
- 长度扩大到原来的 1.5倍
- 拷贝数组到新长度的数组
做完判断是否要做扩容之后，直接在size位置上赋值要添加的元素，然后size再自增。
elementData[size++] = e;
add(E e)流程总结
- 判断数据容量是否足够，如果是空数组，返回
10,其他容量返回当前数组size + 1。 - 返回容量和当前数组长度对比，小于做扩容处理。
- 扩容长度为原来长度的
1.5倍，将数组赋值给长度为原来数组1.5倍的新数组。 - 在数组的最末尾
size赋值。
add(int index, E element)
此添加数据是在指定的下标添加数据。
public void add(int index, E element) {
// 下标是否越界
rangeCheckForAdd(index);
// 判断是否要扩容
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
// 复制i到size的数据到i+1 到size +1
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
size - index);
elementData[index] = element;
size++;
}
add(int index, E element) 在index下标添加数据，
- 首先判断
index是否在0 ~size之间。 - 判断是否要扩容，需要扩容，进行
1.5倍扩容。 - 数据迁移,把
index以后的数据全部往后移动一位。 - 赋值
index下标数据。
获取数据
获取数据只有通过数组下标获取数据 get(int index)：
public E get(int index) {
//检查是否超过数组范围
rangeCheck(index);
return elementData(index);
}
@SuppressWarnings("unchecked")
E elementData(int index) {
// 通过下标获取数据
return (E) elementData[index];
}
这里获取数据就比较简单：
- 检查下标是否超过数组范围。
- 通过下标访问数据。
删除数据
remove(Object o)
删除列表中第一个匹配的元素：
public boolean remove(Object o) {
if (o == null) {
for (int index = 0; index < size; index++)
if (elementData[index] == null) {
fastRemove(index);
return true;
}
} else {
for (int index = 0; index < size; index++)
if (o.equals(elementData[index])) {
fastRemove(index);
return true;
}
}
return false;
}
判断要删除数据是否为null:
- 为空，判断
elementData[index]是否为空。 - 不为空，判断元素
equals是否匹配elementData[index]。
上面判断都为true时，调用fastRemove方法：
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
}
移动数组数据，index+1 以及之后的数据往前移动一位，最后一位size-1赋值为null。
remove(int index)
根据index下标删除数据。
public E remove(int index) {
// 是否越界
rangeCheck(index);
modCount++;
E oldValue = elementData(index);
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
return oldValue;
}
总结
- 数组的扩容、添加和删除都需要用到
System.arraycopy方法，System.arraycopy是将src源数组，起始索引为srcPos,个数为length,复制到起始索引为destPos的dest目标数组。 -
ArrayList主要是基于Object[] elementData动态数组实现。 - 调用构造方法，无参的就赋值一个空数组，有初始容量的就赋值一个初始容量。
-
add添加数组首先判断是否需要扩容，需要扩容，长度扩大成原来的1.5倍。- add(E e) 在
size赋值添加数据 - add(int index, E element) 将数组从
index往后移动一位，新数据添加到index上。
- add(E e) 在
- 获取数据
get(int index)利用数组的特定，根据下标获取数据。 - remove(int index) 将index之后的数据全部往前移动一位，
size - 1赋为null。
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