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java集合:ArrayList实现原理

java集合:ArrayList实现原理

作者: 挖打发 | 来源:发表于2021-03-22 00:20 被阅读0次

    一:ArrayList简介

    ArrayList就是动态数组,用MSDN中的说法,就是Array的复杂版本,它提供了动态的增加和减少元素,实现了Collection和List接口,可以灵活的设置数组的大小。要注意的是ArrayList并不是线程安全的,因此一般建议在单线程中使用ArrayList。

    ArrayList继承AbstractList 并且实现了List和RandomAccess,Cloneable, Serializable接口。

    二:ArrayList的方法使用和源码解析

    1:构造方法

    //1-----------------------

    public ArrayList() {

            this(10);

            //调用ArrayList(10) 默认初始化一个大小为10的object数组。

        }

    //2-------------------------

    public ArrayList(int initialCapacity) {   

            if (initialCapacity < 0)

                throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+

                                                  initialCapacity);

            //如果用户初始化大小小于0抛异常,否则新建一个用户初始值大小的object数组。                                     

            this.elementData = new Object[initialCapacity];

        }

    //3--------------------------

    public ArrayList(Collection<? extends E> c) {

            elementData = c.toArray();

            size = elementData.length;

            // 当c.toArray返回的不是object类型的数组时,进行下面转化。

            if (elementData.getClass() != Object[].class)

                elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);

        }

    由上面三种构造方法可知,默认情况下使用ArrayList会生成一个大小为10的Object类型的数组。也可以调用ArrayList(int initialCapacity) 来初始化Object数组的大小。并且用户可以往ArrayList中传入一个容器只要这个容器是Collection类型的。调用ArrayList(Collection<? extends E> c)接口的时候会将容器数组化处理并将这个数组值赋给Object数组。

    2:查找方法

    indexOf(object o):

    对于indexof方法做几点说明:ArrayList中可以存放null元素,indexof是返回elementData数组中值相同的首个元素的下标,indexof中比较方法是equals而equals是比较元素的值,因此必须对null单独查找。如果未找到该元素则返回-1 。

    get(int index):

    功能:返回ArrayList中指定下标为index的元素。

    对上面代码做几点说明:上面代码中只检查了index>=size的情况,在index<0的情况下也会抛出异常,只是这个异常是由系统抛出的。index>=size要检查的原因是有可能数组的大小大于index,然而有效里面的元素<index这时不抛异常就会返回无效值。举个例子ArrayList的初始化大小为10,现在往里面放5个元素,如果index>=5时,应该要抛出异常,而不是返回 null。因为null 是可以主动放在ArrayList中的。

    3:更改方法

    set(int index, E element)

    功能:将element放到ArrayList下标为index的位置,如果index<0或index>=size 抛异常,set(int index, E element)只能覆盖ArrayList中原来的元素,返回值为被覆盖的元素。

    4:增加方法

    add方法比较复杂,涉及到扩充数组容量的问题。其中要弄清楚size和elementData.length的区别,size指的是数组中存放元素的个数,elementData.length表示数组的长度,当new一个ArrayList系统默认产生一个长度为10的elementData数组,elementData.length=10,但是由于elementData中还未放任何元素所有size=0。如果加入元素后数组大小不够会先进行扩容,每次扩容都将数组大小增大一半比如数组大小为10一次扩容后的大小为10+5=10;ArrayList的最大长度为 2^32 .

    add(int index, E element)方法:

    功能:往ArrayList指定index上添加元素,添加元素后ArrayList的大小增1。index及以后的元素都会向后移一位。

    add(int index, E element)往指定index中加入元素,加入元素之前先检查数组的大小,如果小了在原来基础上增大一半,将ArrayList只能怪index及以后的元素往后移一位,将element放到index位置。

    5:删除方法

    remove(int index)方法

    功能:删除ArrayList指定位置的元素。

    remove(Object o)方法

    功能:删除ArrayList中值为o的元素

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