• ArrayList知识详解


    简介

    ArrayList是Java集合常用的数据结构之一,继承自AbstractList,实现了List,RandomAccess、Cloneable、Serializable等一系列接口,支持快速访问,复制和序列化。底层是基于数组实现容量大小动态变化,允许null值存在。

    部分源码分析

    ArrayList的底层是由数组实现

    默认size的初始大小为10:

    ArrayList定义了两个类常量数组:EMPTY_ELEMENTDATA(EE)和DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA(DEE)

    注释:EE,用于ArrayList空实例的共享空数组实例

    DEE,用于默认大小空实例的共享空数组实例,将EE和DEE区分开,以便在添加第一个元素时知道要增加多少

    三个构造函数,包括一个无参构造和两个有参构造:

    注:无参构造创建的实例是DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA,有参构造创建的实例是EMPTY_ELEMENTDATA

    然后是add( )方法:

    当第一次调用add(E e)方法时,判断是不是无参构造方法创建的对象,如果是,则将DEFAULT_CAPACITY作为ArrayLiat的容量,此时minCapacity = 1

    还有其他add方法例如:

     addAll( Collection<? extends E> c )

    add( int index, E element )

    等等....这些方法中都包含ensureCapacitylnternal( int Capacity )方法,确保无参构造在创建实例并添加第一个元素时,最小的容量是默认大小10。

      而有参构造创建空实例后,在add( E e )方法添加元素扩容情况是这样的:

    新容量为旧容量的1.5倍

    在Java7中,ArrayList的构造方法只有EMPTY_ELEMENTDATA即EE, 而Java8中DEE代替了EE,但是原来的EE还存在,只是作用改变了:

       当容量为0时,会创建一个空数组,赋值给elementData,当一个应用中有很多这样的ArrayList空实例时,就会有很多空数组,这样使用EMPTY_ELEMENTDATA就是为了优化性能,所有的ArrayList空实例都指向同一个数组。而DEE(DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA)就是为了保证无参构造方法常见的实例在添加第一个元素时,最小的容量是默认的10.

     ArrayList的扩容

     以无参构造为例:

    首先无参构造初以默认大小来始化内部数组

    然后是扩容,使用add( )方法

    ensureCapacityInternal方法中的size代表执行添加前的元素个数,通过现有的元素个数数组的容量进行对比,若需要扩容则扩容。

     ensureCapacityInternal(size + 1)就是将要添加的额元素放入数组中

    扩容条件:若数组的长度eleentData的长度小于做小需要的容量minCapacity,就需要扩容

    扩容逻辑:

     

    注:

    1.  >>位运算,右移一位代表oldCapacity / 2,位运算效率更高

    2.  JDK7后增加对元素个数的最大个数判断,MAX_ARRAY_SIZE为int最大值减去8

    3.  复制元素方法扩容。使用延迟分配对象数组空间,当数组加满数组容量后才会按照1.5倍扩容。

    ArrayList的remove( int index )方法

    当我们调用remove( int index )时,首先调用rangrCheck( ) 方法检查index是否合法,再判断要删除的元素是否位于数组的最后一个位置。

    当index是最后一个,则直接将数组的最后一个位置置空,即size-1即可;

    当index不是最后一个,调用System.arraycopy( )方法复制数组,将从index+1开始,所有元素都往前挪一个位置,再将数组最后一个位置置空。

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