7、集合--ArrayList的测试以及相关方法的源码解析

ArrayList的测试

public static void main(String[] args) {

        List list = new ArrayList();

        list.add("1");
        list.add("2");
        list.add("3");
        list.add("a");
        list.add("a");
        list.add("b");
        System.out.println(list);
        System.out.println("长度：" + list.size());

        //遍历
        for (int i = 0; i < list.size();i++){
            Object obj = list.get(i);
            System.out.println("for循环遍历list：" + obj);
        }

        //迭代器遍历
        Iterator it = list.iterator();
        while (it.hasNext()){
            System.out.println("迭代器遍历list：" + it.next());
        }

        //在指定位置添加数据
        list.add(0,"news");
        System.out.println("指定0位置的数据：" + list.get(0));

        //替代指定位置上的元素
        list.set(0,"old");
        System.out.println("替代0位置的元素:" + list.get(0));

        //获取第一次出现元素a的位置
        System.out.println("元素a第一次出现的位置：" + list.indexOf("a") );

        //获取最后一次出现元素a的位置
        System.out.println("元素a第一次出现的位置：" + list.lastIndexOf("a"));

        //移除指定位置上的元素
        list.remove(0);
        System.out.println("第一个元素：" + list.get(0));

        //清空集合
        list.clear();

    }

相关方法的解析：

在new ArrayList之后：

底层的实现是数组

size用于确定此时操作的位数

　　transient Object[] elementData;

　　private int size;

　　protected transient int modCount = 0;//用来迭代操作的数据

　　private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};

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

add(E  e）方法

在数组中进行添加是size会自增，将数据存放在数组中

此时会返回true

同时会执行一下相关的方法

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

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

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

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

　　private void grow(int minCapacity) {
   　　 // overflow-conscious code
  　　  int oldCapacity = elementData.length;
   　　 int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
  　　  if (newCapacity - minCapacity < 0)
   　　     newCapacity = minCapacity;
 　　   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);
}

add(int index,E e)方法 

首先检查index是否有误

然后执行System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,size - index);进行复制数组

将index位置空出，在进行在elementDate【index】位置上设置数据

　　　　public void add(int index, E element) {
    　　　　rangeCheckForAdd(index);
    　　　　ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
    　　　　System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
      　　               size - index);
  　　　　  elementData[index] = element;
   　　　　 size++;
　　　　}　　

　　　　private void rangeCheckForAdd(int index) {
  　　　　  if (index < 0 || index > this.size)
     　　　　   throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
　　　　}

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

　　　　......

size()方法

此时返回的是size数值

public int size() {
        return size;
    }

get()方法

首先会对传入的索引值进行判断

如果索引值小于index则会抛出异常

否则将会返回数组指定索引的值

　　public E get(int index) {
        rangeCheck(index);
        return elementData(index);
    }

　　private void rangeCheck(int index) {
  　　  if (index >= size)
      　　  throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
　　}

iterator()方法

会返回一个Itr对象

Itr对象中会有hasNext()、next()方法

此时的操作需要注意的是数据：modCount

在之前的操作中modCount的数据处于自增状态

    public Iterator<E> iterator() {
        return new Itr();
    }

    private class Itr implements Iterator<E> {
        int cursor;       // index of next element to return
        int lastRet = -1; // index of last element returned; -1 if no such
        int expectedModCount = modCount;

        public boolean hasNext() {
            return cursor != size;
        }

        @SuppressWarnings("unchecked")
        public E next() {
            checkForComodification();
            int i = cursor;
            if (i >= size)
                throw new NoSuchElementException();
            Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
            if (i >= elementData.length)
                throw new ConcurrentModificationException();
            cursor = i + 1;
            return (E) elementData[lastRet = i];
        }

        public void remove() {
            if (lastRet < 0)
                throw new IllegalStateException();
            checkForComodification();

            try {
                ArrayList.this.remove(lastRet);
                cursor = lastRet;
                lastRet = -1;
                expectedModCount = modCount;
            } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
                throw new ConcurrentModificationException();
            }
        }

        @Override
        @SuppressWarnings("unchecked")
        public void forEachRemaining(Consumer<? super E> consumer) {
            Objects.requireNonNull(consumer);
            final int size = ArrayList.this.size;
            int i = cursor;
            if (i >= size) {
                return;
            }
            final Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
            if (i >= elementData.length) {
                throw new ConcurrentModificationException();
            }
            while (i != size && modCount == expectedModCount) {
                consumer.accept((E) elementData[i++]);
            }
            // update once at end of iteration to reduce heap write traffic
            cursor = i;
            lastRet = i - 1;
            checkForComodification();
        }

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

set(int index,E element)方法

用于修改指定位置的元素值

首先调用rangeCheck(index)来判断索引值是否越界

将之前的值进行保存

将需要改的值设置在指定索引的位置

最后返回旧值（旧值可能需要）

public E set(int index, E element) {
        rangeCheck(index);

        E oldValue = elementData(index);
        elementData[index] = element;
        return oldValue;
    }

　　private void rangeCheck(int index) {
   　　 if (index >= size)
        　　throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
　　}

IndexOf（Object o）方法

首先判断其值是否为null

如果为null在依次进行循环判断，返值为i，此时的i则是第一次出现的位置

如果不为空在进行判断

此时使用equals()方法和数组中的每一个值进行判断

返回第一次相同的位置，返回此时的索引值为i

如果都没有则返回-1

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;
    }

lastIndexOf(Object o)方法

此时的判断方法和IndexOf思想一致

只是从索引的最大值向下递减来判断

public int lastIndexOf(Object o) {
        if (o == null) {
            for (int i = size-1; i >= 0; i--)
                if (elementData[i]==null)
                    return i;
        } else {
            for (int i = size-1; i >= 0; i--)
                if (o.equals(elementData[i]))
                    return i;
        }
        return -1;
    }

clear()方法

遍历数组，将索引值都置为null

并且将size的值置为0

public void clear() {
        modCount++;
        // clear to let GC do its work
        for (int i = 0; i < size; i++)
            elementData[i] = null;
        size = 0;
    }

remove(int index)删除指定索引位置的元素

首先调用rangeCheck（）方法来检测index是否有越界错误

在调用System.array()方法进行复制数组

在让size自减并且将最后的一个值设置为null

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;
    }

　　private void rangeCheck(int index) {
   　　 if (index >= size)
        　　throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
　　}

remove(Object o)删除指定的对象

首先将传入的对象和null进行对比

如果未null则进行遍历在进行调用fastRemove（int index)方法

如果传入的对象不为null

则使用equals()方法进行判断两个对象是相同，在调用fastRemove（）fangfa 

如果以上都不满足，返回false

 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;
    }

　　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
}

removeAll(Collection<?> c)从集合中删除集合c中包含的元素

此时依次调用requireNonNull()方法

在此调用batchRemove()方法

　　public boolean removeAll(Collection<?> c) {
        Objects.requireNonNull(c);
        return batchRemove(c, false);
    }

　　public static <T> T requireNonNull(T obj) {
  　　  if (obj == null)
   　　     throw new NullPointerException();
   　　 return obj;
　　}

　　private boolean batchRemove(Collection<?> c, boolean complement) {
  　　  final Object[] elementData = this.elementData;
   　　 int r = 0, w = 0;
   　　 boolean modified = false;
   　　 try {
       　　 for (; r < size; r++)
           　　 if (c.contains(elementData[r]) == complement)
              　　  elementData[w++] = elementData[r];
  　　  } finally {
       　　 // Preserve behavioral compatibility with AbstractCollection,
      　　  // even if c.contains() throws.
       　　 if (r != size) {
          　　  System.arraycopy(elementData, r,
                     　　        elementData, w,
                      　　       size - r);
          　　  w += size - r;
       　　 }
       　　 if (w != size) {
            　　// clear to let GC do its work
          　　  for (int i = w; i < size; i++)
             　　   elementData[i] = null;
          　　  modCount += size - w;
          　　  size = w;
           　　 modified = true;
   　     　　}
  　　  }
   　　 return modified;
　　}

contains(Object o)集合中是都包含元o

会返回indexOf（Object o)方法进行返回值的设置

    public boolean contains(Object o) {
        return indexOf(o) >= 0;
    }


 　　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;
   　　 }

 isEmpty()方法测试数组是否为空

public boolean isEmpty() {
        return size == 0;
    }

对于ArrayList的基本方法分析到此结束

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