内功心法 -- java.util.ArrayList<E> (2)

写在前面的话：读书破万卷，编码如有神
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下文主要对java.util.ArrayList<E>的构造方法和5个修改操作进行介绍，主要内容包括：

1、ArrayList构造方法介绍

2、ArrayList常用5个修改操作介绍

参考内容：

1、JDK源码(1.7)

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1. ArrayList三个构造方法                                                            

1.1 ArrayList构造方法(提供了三种构造方法)

    //第一种: 无参数构造方法
    public ArrayList() {
        //调用带初始化列表大小参数的构造方法
        this(10);
    }
 
    //第二种: 带初始化列表大小参数的构造方法
    public ArrayList(int initialCapacity) {
        super();

        //如果初始化列表大小参数小于0,则抛出异常
        if (initialCapacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+initialCapacity);

        //创建一个大小为initialCapacity参数的Object类型数组
        this.elementData = new Object[initialCapacity];
    }

    //第三种: 带子列表参数的构造方法
    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);
    }

下面通过默认的构造方法来创建一个java.util.ArrayList<E>的实例

ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();

2. ArrayList中5个常用的修改操作                                                    

2.1 ArrayList常用方法

修改操作:

(1) public boolean add(E e)

功能: 向ArrayList列表中添加一个元素e

示例代码:

ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
//测试ArrayList的add(E e)方法的使用,向列表中添加5个元素
list.add(1);
list.add(11);
list.add(8);
list.add(99);
list.add(12);
//输出ArrayList列表中的元素
System.out.println("list :" + list);


输出结果为:
list :[1, 11, 8, 99, 12]

源代码如下:

    public boolean add(E e) {
        //列表容量检查,如果需要扩容,则进行扩容
        ensureCapacityInternal(size + 1); 
        //将元素e放置在集合的size位置,size的值加1
        elementData[size++] = e;
        //此方法添加元素成功则返回true
        return true;
    }

(2) void add(int index,E element)

功能: 向ArrayList列表中的index位置添加一个元素element

示例代码:

ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
//测试ArrayList的add(int index,E element)方法的使用,向列表中添加5个元素
list.add(0,44);//将元素44添加到列表中的第0个位置
list.add(1,33);//将元素33添加到列表中的第1个位置
list.add(2,22);//将元素22添加到列表中的第2个位置
list.add(1,66);//将元素66添加到列表中的第1个位置
list.add(4,99);//将元素99添加到列表中的第4个位置
System.out.println("list :" + list);
list.add(9,88);//将元素88添加到列表中的第9个位置(此方法将会抛出抛出)

运行结果:
list :[44, 66, 33, 22, 99]
Exception in thread "main" java.lang.IndexOutOfBoundsException: Index: 9, Size: 5
    at java.util.ArrayList.rangeCheckForAdd(Unknown Source)
    at java.util.ArrayList.add(Unknown Source)
    at ArrayListTest.main(ArrayListTest.java:14)

源代码如下:

public void add(int index, E element) {
        //检查index参数是否合法
        rangeCheckForAdd(index);
        //检查是否需要扩容,如果有必要则进行扩容处理
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        //将列表中的元素从Index位置往后移动
        System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,size - index);
        //将元素element放置在列表的index位置上
        elementData[index] = element;
        //列表中元素个数加1
        size++;
    }

(3) E remove(int index)

功能: 删除列表中index位置的元素,并且返回被删除的元素

示例代码:

ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
list.add(0,44);
list.add(1,33);
list.add(2,22);
list.add(1,66);
list.add(4,99);
System.out.println("list :" + list);
//测试ArrayList的remove(Object o)方法的使用
list.remove(2);//删除下标索引为2的元素
System.out.println("list :" + list);        
list.remove(29);//删除下标索引为29的元素(此方法将会抛出异常)

运行结果:
list :[44, 66, 33, 22, 99]
list :[44, 66, 22, 99]
Exception in thread "main" java.lang.IndexOutOfBoundsException: Index: 29, Size: 4
    at java.util.ArrayList.rangeCheck(Unknown Source)
    at java.util.ArrayList.remove(Unknown Source)
    at ArrayListTest.main(ArrayListTest.java:16)

源代码如下:

    public E remove(int index) {
        //对参数index进行合法性检查,如果不合法则抛出异常
        rangeCheck(index);
        //fast-fail机制标识加1
        modCount++;
        //用临时变量来记录列表index位置的元素值
        E oldValue = elementData(index);
        //计算列表中元素需要移位的数量
        int numMoved = size - index - 1;
        if (numMoved > 0)
            System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index, numMoved);
        //将列表中size除的元素设置为null,便于GC回收
        elementData[--size] = null; // Let gc do its work
        //返回被删除的元素
        return oldValue;
    } 
    

(4) boolean remove(Object o)

功能: 删除列表中的o元素

示例代码:

ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
list.add(0,44);
list.add(1,33);
list.add(2,22);
list.add(1,66);
list.add(4,99);
System.out.println("list :" + list);
//测试ArrayList的remove(Object o)方法的使用
list.remove(new Integer(22));
System.out.println("list :" + list);
list.remove(new Integer(88));
System.out.println("list :" + list);

运行结果:
list :[44, 66, 33, 22, 99]
list :[44, 66, 33, 99]
list :[44, 66, 33, 99]

源代码如下:

    public boolean remove(Object o) {
        if (o == null) {
            //如果元素o为null,则循环在列表中查询null
            for (int index = 0; index < size; index++)
              
                if (elementData[index] == null) {
                    //在列表中找到对象为null的index位置后，调用fastRemove()方法进行删除
                    fastRemove(index);
                    return true;
                }
        } else {
            //如果元素o不为null,则循环在列表中查询元素o
            for (int index = 0; index < size; index++)
                if (o.equals(elementData[index])) {
                     //在列表中找到对象o的index位置后，调用fastRemove()方法进行删除
                    fastRemove(index);
                    return true;
                }
        }
        return false;
    }   

    //私有方法 : 快速删除列表index位置上的元素
    private void fastRemove(int index) {
        //fast-fail机制标识加1
        modCount++;
        //计算出列表需要移位的数量
        int numMoved = size - index - 1;
        //进行移位操作
        if (numMoved > 0)
            System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,numMoved);
         //将列表中size位置的元素置为null,方便GC回收
        elementData[--size] = null; // Let gc do its work
    }

(5)E set(int index,E element)

功能: 将列表中index位置的元素替换为element,并且返回老值

示例代码:

ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
list.add(0,44);
list.add(1,33);
list.add(2,22);
list.add(1,66);
list.add(4,99);
System.out.println("list :" + list);
//测试ArrayList的set(int index,E element)方法的使用
list.set(3, 123);
System.out.println("list :" + list);
list.set(31, 333);//此方法将会抛出异常
System.out.println("list :" + list);

运行结果:
list :[44, 66, 33, 22, 99]
list :[44, 66, 33, 123, 99]
Exception in thread "main" java.lang.IndexOutOfBoundsException: Index: 31, Size: 5
    at java.util.ArrayList.rangeCheck(Unknown Source)
    at java.util.ArrayList.set(Unknown Source)
    at ArrayListTest.main(ArrayListTest.java:16)

源代码如下:

    public E set(int index, E element) {
        //检查index参数是否合法
        rangeCheck(index);
        //用临时变量记录列表中原index位置的值
        E oldValue = elementData(index);
        //将列表index位置的值设置为element
        elementData[index] = element;
        //返回原来的老值
        return oldValue;
    } 

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