文章目录

ArrayList源码分析

1.顶部注释
2.ArrayList定义
3.域
4.构造函数

(1).无参数构造函数
(2).指定初始化大小的构造函数
(3).构造一个包含指定 collection 的元素的列表，这些元素是按照该 collection 的迭代器返回它们的顺序排列的

上学期的数据结构学的不好，所以这个学期需要回顾一下。因为ArrayList是基于动态数组的线性表，了解ArrayList的原理不仅可以更好的使用它，对于数据结构的学习也有一定的帮助。

------------------------------------------------------------------------------------------------------分割线-------------------

ArrayList源码分析

1.顶部注释

接口的大小可变数组的实现。实现了所有可选列表操作，并允许包括null在内的所有元素。除了实现List接口外，此类还提供一些方法来操作内部用来存储列表的数组的大小。（此类大致上等同于Vector类，除了此类是不同步的。）　　

size、isEmpty、get、set、iterator和listIterator操作都以固定时间运行。add操作以分摊的固定时间运行，也就是说，添加n个元素需要O(n)时间。其他所有操作都以线性时间运行（大体上讲）。与用于LinkedList实现的常数因子相比，此实现的常数因子较低。

每个ArrayList实例都有一个容量。该容量是指用来存储列表元素的数组的大小。它总是至少等于列表的大小。随着向ArrayList中不断添加元素，其容量也自动增长。并未指定增长策略的细节，因为这不只是添加元素会带来分摊固定时间开销那样简单。

在添加大量元素前，应用程序可以使用ensureCapacity操作来增加ArrayList实例的容量。这可以减少递增式再分配的数量。

注意，此实现不是同步的。如果多个线程同时访问一个ArrayList实例，而其中至少一个线程从结构上修改了列表，那么它必须保持外部同步。（结构上的修改是指任何添加或删除一个或多个元素的操作，或者显式调整底层数组的大小；仅仅设置元素的值不是结构上的修改。）这一般通过对自然封装该列表的对象进行同步操作来完成。如果不存在这样的对象，则应该使用Collections.synchronizedList方法将该列表“包装”起来。这最好在创建时完成，以防止意外对列表进行不同步的访问：List list = Collections.synchronizedList(new ArrayList(…));

此类的iterator和listIterator方法返回的迭代器是快速失败的：在创建迭代器之后，除非通过迭代器自身的remove或add方法从结构上对列表进行修改，否则在任何时间以任何方式对列表进行修改，迭代器都会抛出ConcurrentModificationException。因此，面对并发的修改，迭代器很快就会完全失败，而不是冒着在将来某个不确定时间发生任意不确定行为的风险。

注意，迭代器的快速失败行为无法得到保证，因为一般来说，不可能对是否出现不同步并发修改做出任何硬性保证。快速失败迭代器会尽最大努力抛出ConcurrentModificationException。因此，为提高这类迭代器的正确性而编写一个依赖于此异常的程序是错误的做法：迭代器的快速失败行为应该仅用于检测bug。

此类是Java Collections Framework的成员

从上面的内容中可以总结出以下几点：
底层：ArrayList是List接口的大小可变数组的实现。
是否允许null：ArrayList允许null元素。
时间复杂度：size、isEmpty、get、set、iterator和listIterator方法都以固定时间运行，时间复杂度为O(1)。add和remove方法需要O(n)时间。与用于LinkedList实现的常数因子相比，此实现的常数因子较低。
容量：ArrayList的容量可以自动增长。
是否同步：ArrayList不是同步的。
迭代器：ArrayList的iterator和listIterator方法返回的迭代器是fail-fast的。
、

2.ArrayList定义

public class ArrayList extends AbstractList implements List,RandomAccess,Cloneable,java.io.Serializable

从中我们可以了解到：

说明ArrayList支持泛型。
extends AbstractList ：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：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。

3.域

/**
 * 初始化默认容量。
 */
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

/**
 * 指定该ArrayList容量为0时，返回该空数组。
 */
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};

/**
 * 当调用无参构造方法，返回的是该数组。刚创建一个ArrayList 时，其内数据量为0。
 * 它与EMPTY_ELEMENTDATA的区别就是：该数组是默认返回的，而后者是在用户指定容量为0时返回。
 */
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};

/**
 * 保存添加到ArrayList中的元素。
 * ArrayList的容量就是该数组的长度。
 * 该值为DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA 时，当第一次添加元素进入ArrayList中时，数组将扩容值DEFAULT_CAPACITY。
 * 被标记为transient，在对象被序列化的时候不会被序列化。
 */
transient Object[] elementData;
/**
 * ArrayList的实际大小（数组包含的元素个数）。
 * @serial
 */
private int size;

其中的两个空的数组有什么区别呢？ We distinguish this from EMPTY_ELEMENTDATA to know how much to inflate when first element is added. 简单来讲就是第一次添加元素时知道该 elementData 从空的构造函数还是有参构造函数被初始化的。以便确认如何扩容。

详解关键字transient以及序列化与反序列化。

ArrayList中elementData为什么被transient修饰？

4.构造函数

ArrayList的构造函数有三种

(1).无参数构造函数

/**
 * 构造一个初始容量为 10 的空列表。
 */
public ArrayList() {
    this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}

注意：注释是说构造一个容量大小为 10 的空的 list 集合，但构造函数了只是给 elementData 赋值了一个空的数组，其实是在第一次添加元素时容量扩大至 10 的。

(2).指定初始化大小的构造函数

 /**
 * 构造一个指定初始化容量为capacity的空ArrayList。
 *
 * @param  initialCapacity  ArrayList的指定初始化容量
 * @throws IllegalArgumentException  如果ArrayList的指定初始化容量为负。
 */
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);
    }
}

(3).构造一个包含指定 collection 的元素的列表，这些元素是按照该 collection 的迭代器返回它们的顺序排列的


public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
    //将 Collection 转化为数组并赋值给 elementData
    elementData = c.toArray(); 
    if ((size = elementData.length) != 0) {
        //判断 elementData 的 class 类型是否为 Object[]
        if (elementData.getClass() != Object[].class) 
        //不是的话则做一次转换
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
    } else {
        // replace with empty array.
        this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
    }
}

ToArray方法是将集合转化为数组，copyof方法是数组的复制，方法的实现可以找下别人的博客。

java 详细源码分析 ——ArrayList的顶部注释，域，构造方法