java ArrayList 原理

概述

底层通过数组实现，所以 查询/更新效率很高，删除/增加跟位置相关，除未实现同步外和 Vector 大致相同

自动扩容，每次扩容大概 1.5 倍，扩容代价比较高尽量避免

实现了 RandomAccess 接口，使用 for 遍历效率高

最大长度为 Integer.MAX_VALUE

扩容

扩容是自动扩容的，每次扩容大概1.5倍

扩容是复制一个新的数组，并把新的数组的长度设置为原来的 1.5 倍，原来的数组就不用了。代价很高，需要尽量避免，可以初始化时指定长度或者添加大量元素前手动调用 public void ensureCapacity(int minCapacity) 来扩容一次，避免后续自动多次扩容

public boolean add(E e) {
    // 数组扩容，不是一定要扩容，需要扩容才扩容
    // 初始化 ArrayList 时如果不指定长度或者指定长度为0，size 就是 0（属性 size 是 int，默认值是0）
    ensureCapacityInternal(size + 1);
    // 数组最后一个位置存放新增的元素（elementData是底层存放数据的数组）
    elementData[size++] = e;
    return true;
}

// 扩容方法具体逻辑（minCapacity 是 size+1）
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
    // calculateCapacity(elementData, minCapacity)：确定数组添加元素后的真实长度
    // ensureExplicitCapacity()：1，记录 list 修改次数；2，添加元素后是否扩容
    ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
}

// 确定数组添加元素后真实长度逻辑
private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
    // 初始化 ArrayList 没有指定长度或指定长度是0时 elementData 就等于 DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA（构造方法）
    if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
        // 如果初始化时没有指定长度或长度是0时，size 是 0，minCapacity = size+1，所以 minCapacity 就是1
        // DEFAULT_CAPACITY 是 10，两者取其大作为 数组长度
        return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
    }
    // 如果初始化时指定了长度，那么就是 size+1 为数组长度
    return minCapacity;
}

// 真正的扩容处理
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
    modCount++; // 记录修改次数
    // 如果新的长度大于原来的长度就扩容
    if (minCapacity - elementData.length > 0)
        // 进入这里就表明需要扩容了（大约原来的长度1.5倍）：1，复制一个新的数组；2，更新 size（然后回到 add() 方法中把元素放在数组末尾）
        grow(minCapacity);
}

添加元素 add 和 addAll 方法

如果是尾部添加，并且添加元素后数组的长度不超过原来的长度，效率是比较高的；如果指定下标位置添加（不是尾部添加），会涉及元素的移动（当前下标之后的元素都向后移动，把当前位置设置为新元素）这时代价是比较高的

remove() 方法是 add() 的逆过程，如果指定下标，也会涉及元素移动，代价比较高

获取和修改 get 和 set

不会涉及元素移动，效率是很高的