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】