• AbstractList源码分析


    AbstractList

    1 类图

    2 字段

        // 默认容量
        private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
        // 共享的空数组
        private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
        // 共享个空数组,和EMPTY_ELEMENTDATA空数组相比是用于了解当添加第一个元素时数组应该扩容多少
        private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
        /**
         * ArrayList存储元素的buffer, ArrayList的容量就是这个数组buffer的长度
         * 任何拥有DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA空数组的ArrayList在第一次
         * 添加元素的时候都会扩容到DEFAULT_CAPACITY = 10
         */
        transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access
        // 持有元素的个数
        private int size;
    

    3 构造器

        /**
         * 无参数的ArrayList的元素数组是DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA
         */
        public ArrayList() {
            this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
        }
        
        /**
         * 初始容量为0的ArrayList的元素数组是EMPTY_ELEMENTDAT
         */
        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);
            }
        }
        
        /**
         * 根据collection的迭代器返回的数据顺序构造一个ArrayList
         */
        public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
            elementData = c.toArray();
            if ((size = elementData.length) != 0) {
                if (elementData.getClass() != Object[].class)
                    elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
            } else {
                this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
            }
        }
    

    4 增

        /**
         * 往列表末尾增加元素
         */
        public boolean add(E e) {
            ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
            elementData[size++] = e;
            return true;
        }
    
    1. 先内部确认容量
    2. 数组buffer末尾添加元素
    3. 返回true
        // 最小容量是当前size+1
        private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
            // 如果当前的元素数组是DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA
            // 那么最小容量取min(DEFAULT_CAPACITY, size+1) 
            // 否则直接取size+1
            // 可以认为如果指定了容量,那么对容量的预期越低吗?
            if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
                minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
            }
    
            
            ensureExplicitCapacity(minCapacity);
        }
        
        // 确认容量的核心方法,然后扩容
        private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
            // 修改次数++
            modCount++;
    
            // 如果最小容量大于当前数组buffer的长度,那么需要扩容的
            if (minCapacity - elementData.length > 0)
                grow(minCapacity);
        }
        
        /**
         * 最大数组长度
         */
        private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
        
        /**
         * 扩容,最起码可以容纳minCapacity个元素
         */
        private void grow(int minCapacity) {
            int oldCapacity = elementData.length;
            // 新容量是老容量1.5倍
            int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
            // 取minCapacity和newCapacity的更小值
            if (newCapacity - minCapacity < 0)
                newCapacity = minCapacity;
            // 如果大于最大数组长度,再处理
            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);
        }
        
        // 溢出则抛出错误
        // 如果大于MAX_ARRAY_SIZE,取Integer最大值,否则取MAX_ARRAY_SIZE
        private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
            if (minCapacity < 0) // overflow
                throw new OutOfMemoryError();
            return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
                Integer.MAX_VALUE :
                MAX_ARRAY_SIZE;
        }
    

    5 删除

        /**
         * 删除指定位置的元素,剩余右边元素都需要向左边移动一位
         */
        public E remove(int index) {
            rangeCheck(index);
    
            // 修改次数+1
            modCount++;
            E oldValue = elementData(index);
    
            int numMoved = size - index - 1;
            if (numMoved > 0)
                System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index, numMoved);
            elementData[--size] = null;
    
            return oldValue;
        }
        
        /**
         * 索引边界检查
         */
        private void rangeCheck(int index) {
            if (index >= size)
                throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
        }
    

    7 更新

        /**
         * 替换指定位置上的元素
         */
        public E set(int index, E element) {
            rangeCheck(index);
    
            E oldValue = elementData(index);
            elementData[index] = element;
            return oldValue;
        }
    

    8 查询

        /**
         * 返回指定位置元素
         */
        public E get(int index) {
            rangeCheck(index);
    
            return elementData(index);
        }
        
        /**
         * 返回指定元素第一次出现的索引,如果没有返回-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;
        }
    

    9 遍历

        /**
         * 返回一个迭代器
         */
        public Iterator<E> iterator() {
            return new Itr();
        }
    
        private class Itr implements Iterator<E> {
            int cursor;       // 下一个返回的元素的索引
            int lastRet = -1; // 上一个返回的元素的索引,如果没有则返回-1
            int expectedModCount = modCount; // 期望的修改数目以及实际的修改数目
            public boolean hasNext() {
                return cursor != size;
            }
            
            // 如果实际修改次数和期望修改次数不相等则抛出ConcurrentModificationException
            final void checkForComodification() {
                if (modCount != expectedModCount)
                    throw new ConcurrentModificationException();
            }
    
            @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();
                // 往后遍历,游标+1
                cursor = i + 1;
                // 上一个返回的元素的索引是i
                return (E) elementData[lastRet = i];
            }
    
            public void remove() {
                if (lastRet < 0)
                    throw new IllegalStateException();
                checkForComodification();
    
                try {
                    // 调用ArrayList.remove,modCount++
                    ArrayList.this.remove(lastRet);
                    // 下一个游标还是当前元素,比如说上一个索引0,数字2
                    // 下一个索引1,数字3,当前游标是1
                    // 删除2后,游标变成0,还会返回3
                    // 那么上一个返回的元素就没有了,索引置-1
                    cursor = lastRet;
                    lastRet = -1;
                    // 这里把expectedModCount设置为删除后的modCount
                    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();
            }
    
        }
        
        
        /**
         * An optimized version of AbstractList.ListItr
         */
        private class ListItr extends Itr implements ListIterator<E> {
            ListItr(int index) {
                super();
                cursor = index;
            }
    
            public boolean hasPrevious() {
                return cursor != 0;
            }
    
            public int nextIndex() {
                return cursor;
            }
    
            public int previousIndex() {
                return cursor - 1;
            }
    
            // 可以向前遍历
            @SuppressWarnings("unchecked")
            public E previous() {
                checkForComodification();
                int i = cursor - 1;
                if (i < 0)
                    throw new NoSuchElementException();
                Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
                if (i >= elementData.length)
                    throw new ConcurrentModificationException();
                cursor = i;
                return (E) elementData[lastRet = i];
            }
    
            public void set(E e) {
                if (lastRet < 0)
                    throw new IllegalStateException();
                checkForComodification();
    
                try {
                    ArrayList.this.set(lastRet, e);
                } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
                    throw new ConcurrentModificationException();
                }
            }
    
            public void add(E e) {
                checkForComodification();
    
                try {
                    int i = cursor;
                    ArrayList.this.add(i, e);
                    cursor = i + 1;
                    lastRet = -1;
                    expectedModCount = modCount;
                } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
                    throw new ConcurrentModificationException();
                }
            }
        }
    
    
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