注:本系列文章中用到的jdk版本均为java8

ArrayList类图如下:

ArrayList的底层是由数组实现的,数组的特点是固定大小,而ArrayList实现了动态扩容

ArrayList部分变量如下,在下面的分析中会用到这些变量。

/**
* 默认容量
*/
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
/**
* 空的对象数组
*/
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
/**
* 无参构造器创建的空数组
*/
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
/**
* 存放数据的数组的缓存变量
*/
transient Object[] elementData;
/**
* 元素数量
*/
private int size;

一、初始化ArrayList

初始化ArrayList一般会使用以下两个构造器

1.1 无参构造器

初始化ArrayList的时候如果不指定大小,则会创建一个空数组。

public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}

1.2 指定数组大小的构造器

创建一个预估大小的数组,指定大小后只是指定了数组初始值的大小,不影响后面扩容,指定的好处就是可以节省内存及时间上的开销。

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);
}
}

二、添加元素、动态扩容

ArrayList.add(E e)源码:

public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}

add()elementData[size++] = e很好理解,就是将元素插入第size个位置,然后将size++,我们重点来看看ensureCapacityInternal(size + 1)方法;

private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}

ensureCapacityInternal()方法中判断缓存变量elementData是否为空,也就是判断是否是第一次添加元素,如果是第一次添加元素,则设置初始化大小为默认容量10,否则为传入的参数。这个方法的目的就是获取初始化数组容量。获取到初始化容量后调用ensureExplicitCapacity(minCapacity)方法;

private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++; // overflow-conscious code
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}

ensureExplicitCapacity(minCapacity)方法用来判断是否需要扩容,假如第一次添加元素,minCapacity10elementData容量为0,那么就需要去扩容。调用grow(minCapacity)方法。

// 数组的最大容量
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8; private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;
// 扩容大小为原来数组长度的1.5倍
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
// 扩容容量比需要扩容的长度小,则使用需要扩容的容量
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
// 扩容容量比最大数组长度大,则使用最大整数长度
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
// minCapacity is usually close to size, so this is a win:
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}

grow(minCapacity)方法对数组进行扩容,扩容大小为原数组的1.5倍,如果计算出的扩容容量比需要的容量小,则扩容大小为需要的容量,如果扩容容量比数组最大容量大,则调用hugeCapacity(minCapacity)方法,将数组扩容为整数的最大长度,然后将elemetData数组指向新扩容的内存空间并将元素复制到新空间。

当需要的集合容量特别大时,扩容1.5倍就会非常消耗空间,因此建议初始化时预估一个容量大小。

三、删除元素

ArrayList提供两种删除元素的方法,可以通过索引元素进行删除。两种删除大同小异,删除元素后,将后面的元素一次向前移动。

ArrayList.remove(int index)源码:

public E remove(int index) {
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;
}

删除元素时,首先会判断索引是否大于ArrayList的大小,如果索引范围正确,则将索引位置的下一个元素赋值到索引位置,将ArrayList的大小-1,最后返回移除的元素。操作图如下,假如我要移除索引为1的元素:

四、总结

ArrayList底层是数组实现的,可以进行动态扩容,扩容大小为原来的1.5倍,虽然可以通过动态扩容,但是数组非常大时会特别浪费空间,因此建议初始化时预估数组大小。ArrayList允许插入重复值和空值。ArrayList实现了RandomAccess接口,支持快速随机访问,就是可以通过索引快速查到某个元素,因此遍历时使用for循环的方式效率更高。ArrayList是线程不安全的,可以通过Collections.synchronizedList将其转变为线程安全的集合,不过一般不会使用,VectorCopyOnWriteArrayList是线程安全的,Vector性能一般,逐渐被CopyOnWriteArrayList取代了。

点关注、不迷路

如果觉得文章不错,欢迎关注点赞收藏,你们的支持是我创作的动力,感谢大家。

如果文章写的有问题,请不要吝惜文笔,欢迎留言指出,我会及时核查修改。

如果你还想看到更多别的东西,可以微信搜索「Java旅途」进行关注。「Java旅途」目前已经整理各种中间件的使用教程及各类Java相关的面试题。扫描下方二维码进行关注就可以得到这些资料。

从面试角度分析ArrayList源码的更多相关文章

  1. 从面试角度分析LinkedList源码

    注:本系列文章中用到的jdk版本均为java8 LinkedList类图如下: LinkedList底层是由双向链表实现的.链表好比火车,每节车厢包含了车厢和连接下一节车厢的连接点.而双向链表的每个节 ...

  2. 面试必备:ArrayList源码解析(JDK8)

    面试必备:ArrayList源码解析(JDK8) https://blog.csdn.net/zxt0601/article/details/77281231 概述很久没有写博客了,准确的说17年以来 ...

  3. 面试官:你说你精通源码,那你知道ArrayList 源码的设计思路吗?

    Arraylist源码分析 ArrayList 我们几乎每天都会使用到,但是通常情况下我们只是知道如何去使用,至于其内部是怎么实现的我们不关心,但是有些时候面试官就喜欢问与ArrayList 的源码相 ...

  4. Java ArrayList源码分析(含扩容机制等重点问题分析)

    写在最前面 这个项目是从20年末就立好的 flag,经过几年的学习,回过头再去看很多知识点又有新的理解.所以趁着找实习的准备,结合以前的学习储备,创建一个主要针对应届生和初学者的 Java 开源知识项 ...

  5. Java集合干货——ArrayList源码分析

    ArrayList源码分析 前言 在之前的文章中我们提到过ArrayList,ArrayList可以说是每一个学java的人使用最多最熟练的集合了,但是知其然不知其所以然.关于ArrayList的具体 ...

  6. ArrayList 源码分析

    ArrayList 源码分析 1. 结构   首先我们需要对 ArrayList 有一个大致的了解就从结构来看看吧. 1. 继承   该类继承自 AbstractList 这个比较好说 2. 实现 这 ...

  7. ArrayList源码和多线程安全问题分析

    1.ArrayList源码和多线程安全问题分析 在分析ArrayList线程安全问题之前,我们线对此类的源码进行分析,找出可能出现线程安全问题的地方,然后代码进行验证和分析. 1.1 数据结构 Arr ...

  8. ArrayList源码分析超详细

    ArrayList源码分析超详解 想要分析下源码是件好事,但是如何去进行分析呢?以我的例子来说,我进行源码分析的过程如下几步: 找到类:利用 IDEA 找到所需要分析的类(ztrl+N查找ArraLi ...

  9. 集合源码分析[3]-ArrayList 源码分析

    历史文章: Collection 源码分析 AbstractList 源码分析 介绍 ArrayList是一个数组队列,相当于动态数组,与Java的数组对比,他的容量可以动态改变. 继承关系 Arra ...

随机推荐

  1. vue实现增删改查(内附源代码)

    VUE+Element实现增删改查 @ 目录 VUE+Element实现增删改查 前言 实验步骤 总结: 源代码 前言 &最近因为一些原因,没有更博客,昨天老师布置了一个作业,用vue实现增删 ...

  2. powertool

    powertool简介 PowerTool 一款免费强大的进程管理器,支持进程强制结束,可以Unlock占用文件的进程,查看文件/文件夹被占用的情况,内核模块和驱动的查看和管理,进程模块的内存的dum ...

  3. Nginx 解析漏洞复现

    一.漏洞描述 该漏洞与nginx.php版本无关,属于用户配置不当造成的解析漏洞 二.漏洞原理 1.由于nginx.conf的如下配置导致nginx把以'.php'结尾的文件交给fastcgi处理,为 ...

  4. laravel 验证器使用

    1.前后端不分离 (form表单提交) 控制器定义验证规则 <?php namespace App\Http\Controllers\Admin; use Illuminate\Http\Req ...

  5. 面试阿里,腾讯,字节跳动90%都会被问到的Spring中的循环依赖

    前言 Spring中的循环依赖一直是Spring中一个很重要的话题,一方面是因为源码中为了解决循环依赖做了很多处理,另外一方面是因为面试的时候,如果问到Spring中比较高阶的问题,那么循环依赖必定逃 ...

  6. react-hash-calendar,移动端日期时间选择插件

    按照惯例,先上效果图 vue 版本同款日历:https://github.com/TangSY/vue-hash-calendar react-hash-calendar 支持手势滑动操作 上下滑动 ...

  7. 浅析Nginx与Apache的区别

    Nginx相对于Apache的优势: 1.轻量级,采用C进行编写,同样的web服务,会占用更少的内存及资源 2.抗并发,nginx以epoll and kqueue作为开发模型,处理请求是异步非阻塞的 ...

  8. Java基础教程——安装JDK

    视频讲解:https://www.bilibili.com/video/av48196406/?p=3 使用[jdk-8u144-windows-x64.exe] 下载地址: 链接:https://p ...

  9. Java集合【3】-- iterable接口超级详细解析

    目录 iterable接口 1. 内部定义的方法 1.1 iterator()方法 1.2 forEach()方法 1.3 spliterator()方法 总结 iterable接口 整个接口框架关系 ...

  10. 编曲技巧:使用FL Studio来制作停顿的效果

    停顿效果是一种在音乐创作中非常常用的音效,它能起到缓冲的作用,而且能使这段旋律更具节奏感,在比较激情的歌曲中尤为常见.例如知名歌手王力宏演唱的<火力全开>中就使用了停顿效果,为歌曲加了不少 ...