java提高（8）---ArrayList源码

ArrayList源码

一、定义

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> implements List<E>,RandomAccess,Cloneable,java.io.Serializable

从中我们可以了解到：

• ArrayList<E>：说明ArrayList支持泛型。
• extends AbstractList<E> ：继承了AbstractList。AbstractList提供List接口的骨干实现，以最大限度地减少“随机访问”数据存储（如ArrayList）实现Llist所需的工作。
• implements List<E>：实现了List。实现了所有可选列表操作。
• implements RandomAccess：表明ArrayList支持快速（通常是固定时间）随机访问。此接口的主要目的是允许一般的算法更改其行为，从而在将其应用到随机或连续访问列表时能提供良好的性能。
• implements Cloneable：表明其可以调用clone()方法来返回实例的field-for-field拷贝。
• implements java.io.Serializable：表明该类具有序列化功能。

 二、构造函数 

 // 默认构造函数
 ArrayList()  

 // capacity是ArrayList的默认容量大小。当由于增加数据导致容量不足时，容量会添加上一次容量大小的一半。
 ArrayList(int capacity)  

 // 创建一个包含collection的ArrayList
 ArrayList(Collection<? extends E> collection)  

三、ArrayList源码解析

 import java.util.*;    

  public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
          implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
  {
      // 序列版本号
      private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;    

      // 保存ArrayList中数据的数组
      private transient Object[] elementData;    

      // ArrayList中实际数据的数量
      private int size;    

      // ArrayList带容量大小的构造函数。
      public ArrayList(int initialCapacity) {
          super();
          if (initialCapacity < 0)
              throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                                 initialCapacity);
          // 新建一个数组
          this.elementData = new Object[initialCapacity];
      }    

         // ArrayList构造函数。默认容量是10。
      public ArrayList() {
          this(10);
      }    

         // 创建一个包含collection的ArrayList
      public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
          elementData = c.toArray();
          size = elementData.length;
         // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
          if (elementData.getClass() != Object[].class)
              elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
      }    

         // 添加元素e
      public boolean add(E e) {
         // 确定ArrayList的容量大小
          ensureCapacity(size + 1);  // Increments modCount!!
         // 添加e到ArrayList中
          elementData[size++] = e;
          return true;
      }    

        // 确定ArrarList的容量。
        // 若ArrayList的容量不足以容纳当前的全部元素，设置 新的容量=“(原始容量x3)/2 + 1”
      public void ensureCapacity(int minCapacity) {
        // 将“修改统计数”+1
          modCount++;
          int oldCapacity = elementData.length;
        // 若当前容量不足以容纳当前的元素个数，设置 新的容量=“(原始容量x3)/2 + 1”
          if (minCapacity > oldCapacity) {
              Object oldData[] = elementData;
              int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1;
              if (newCapacity < minCapacity)
                  newCapacity = minCapacity;
              elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
          }
      }    

        // 返回ArrayList的实际大小
      public int size() {
          return size;
      }    

       // 返回ArrayList是否包含Object(o)
      public boolean contains(Object o) {
          return indexOf(o) >= 0;
      }    

       // 正向查找，返回元素的索引值
      public int indexOf(Object o) {
          if (o == null) {
              for (int i = 0; i < size; i++)
              if (elementData[i]==null)
                  return i;
              } else {
                  for (int i = 0; i < size; i++)
                  if (o.equals(elementData[i]))
                      return i;
              }
              return -1;
          }    

       // 返回ArrayList是否为空
      public boolean isEmpty() {
          return size == 0;
      }    

       // 返回ArrayList的Object数组
      public Object[] toArray() {
          return Arrays.copyOf(elementData, size);
      }    

       // 返回ArrayList的模板数组。所谓模板数组，即可以将T设为任意的数据类型
      public <T> T[] toArray(T[] a) {
          // 若数组a的大小 < ArrayList的元素个数；
          // 则新建一个T[]数组，数组大小是“ArrayList的元素个数”，并将“ArrayList”全部拷贝到新数组中
          if (a.length < size)
              return (T[]) Arrays.copyOf(elementData, size, a.getClass());    

          // 若数组a的大小 >= ArrayList的元素个数；
          // 则将ArrayList的全部元素都拷贝到数组a中。
          System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, size);
          if (a.length > size)
              a[size] = null;
          return a;
      }    

       // 获取index位置的元素值
      public E get(int index) {
       //判断数组是否越界
          RangeCheck(index);    

          return (E) elementData[index];
      }    

       // 将e添加到ArrayList的指定位置
      public void add(int index, E element) {
          if (index > size || index < 0)
              throw new IndexOutOfBoundsException(
              "Index: "+index+", Size: "+size);    

          ensureCapacity(size+1);  // Increments modCount!!
          System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
               size - index);
          elementData[index] = element;
          size++;
      }    

       // 删除ArrayList指定位置的元素
      public E remove(int index) {
          RangeCheck(index);    

          modCount++;
          E oldValue = (E) elementData[index];    

          int numMoved = size - index - 1;
          if (numMoved > 0)
              System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                   numMoved);
          elementData[--size] = null; // Let gc do its work    

          return oldValue;
      }    

        // 删除ArrayList的指定元素
      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;
      }    

        // 清空ArrayList，将全部的元素设为null
      public void clear() {
          modCount++;    

          for (int i = 0; i < size; i++)
              elementData[i] = null;    

          size = 0;
      }    

        // 将ArrayList的“容量，所有的元素值”都写入到输出流中
      private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
          throws java.io.IOException{
        // Write out element count, and any hidden stuff
      int expectedModCount = modCount;
      s.defaultWriteObject();    

          // 写入“数组的容量”
          s.writeInt(elementData.length);    

        // 写入“数组的每一个元素”
      for (int i=0; i<size; i++)
              s.writeObject(elementData[i]);    

      if (modCount != expectedModCount) {
              throw new ConcurrentModificationException();
          }
      }    

        // java.io.Serializable的读取函数：根据写入方式读出
        // 先将ArrayList的“容量”读出，然后将“所有的元素值”读出
      private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
          throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
          // Read in size, and any hidden stuff
          s.defaultReadObject();    

          // 从输入流中读取ArrayList的“容量”
          int arrayLength = s.readInt();
          Object[] a = elementData = new Object[arrayLength];    

          // 从输入流中将“所有的元素值”读出
          for (int i=0; i<size; i++)
              a[i] = s.readObject();
      }
  }   

总结：
(01) ArrayList 实际上是通过一个数组去保存数据的。当我们构造ArrayList时；若使用默认构造函数，则ArrayList的默认容量大小是10。
(02) 当ArrayList容量不足以容纳全部元素时，ArrayList会重新设置容量：新的容量=“(原始容量x3)/2 + 1”。
(03) ArrayList的克隆函数，即是将全部元素克隆到一个数组中。
(04) ArrayList实现java.io.Serializable的方式。当写入到输出流时，先写入“容量”，再依次写入“每一个元素”；当读出输入流时，先读取“容量”，再依次读取“每一个元素”。

    参考博客：Java 集合系列03之 ArrayList详细介绍(源码解析)和使用示例

 

   水滴石穿，成功的速度一定要超过父母老去的速度！ 少尉【3】