ArrayList源码分析
ArrayList有三个构造方法：
1.无参构造方法
public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}ArrayList中储存数据的其实就是一个数组，这个数组就是elementData，默认大小是10.
public class ArrayLiat {
//默认空容量的数组，长度为0
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
//集合真正存储数据的容器
Object[] elementData;
//空参构造
public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
}2.有参构造函数一
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.有参构造函数二
public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
elementData = c.toArray();
if ((size = elementData.length) != 0) {
// c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
if (elementData.getClass() != Object[].class)
elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
} else {
// replace with empty array.
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
}
} @Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main8);
ArrayList list =new ArrayList();
list.add("aaa");
list.add("bbb");
list.add("ccc");
ArrayList<String> arrayList = new ArrayList(list);
for (String s : arrayList){
System.out.println(s);
}
}
解析addAll()方法
public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
if (index > size || index < 0)
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
Object[] a = c.toArray();
int numNew = a.length;
ensureCapacityInternal(size + numNew); // Increments modCount
int numMoved = size - index;
//移动
if (numMoved > 0)
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + numNew,
numMoved);
//复制
System.arraycopy(a, 0, elementData, index, numNew);
size += numNew;
return numNew != 0;
}/**
* src：源数组
* srcPos:原数组中的起始位置
*dest：目的数组
*destPos：目的数组中的起始位置
*length：要复制的数组元素的数量
*/
arraycopy(Object src, int srcPos,Object dest, int destPos,int length);案例：集合底层元素时如何移动的
/**
* a: 数据源
* 0：从0索引开始复制
* elementData：复制到elementData数组中
* index：复制到那个地方
* numNex：复制几个
*/
System.arraycopy(a, 0, elementData, index, numNew); @Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main9);
//数据源
String[] sourceList ={"apple","banana","orange"};
//数据目的
String[] targetList = {"mango","peach",null,null,null,null,null,null,null,null};
int numNew = sourceList.length;
//numMoved:集合的真实长度 - 要存的索引位置 要移动的元素的个数
int numMoved = 2 - 1;
if (numMoved > 0){
System.arraycopy(targetList, 1, targetList, 1 + numNew, numMoved);
}
System.out.println(Arrays.toString(targetList));
}
完成了移动的过程。
解析toString()方法
public String toString() {
//获取迭代器
Iterator<E> it = iterator();
//判断迭代器是否有元素
if (! it.hasNext())
return "[]";
//创建StringBuilder
StringBuilder sb = new StringBuilder();
//先追加了'['
sb.append('[');
//无限循环
for (;;) {
//调用迭代器的next方法取出元素，且光标向下移动
E e = it.next();
//三元判断
sb.append(e == this ? "(this Collection)" : e);
//没有元素啦！！！,追加']',结束循环
if (! it.hasNext())
return sb.append(']').toString();
//追加了',' 和' '
sb.append(',').append(' ');
}
}迭代器
案例一：使用迭代器遍历集合里面的元素。
ArrayList list =new ArrayList();
list.add("aaa");
list.add("bbb");
list.add("ccc");
Iterator<String> iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()){
String s = iterator.next();
System.out.println(s);
}
//获取迭代器的方法
public Iterator<E> iterator() {
//创建了一个对象
return new Itr();
} //ArrayList集合的内部类 -->迭代器的源码
private class Itr implements Iterator<E> {
protected int limit = ArrayList.this.size;
int cursor; // 光标，默认值是0
int lastRet = -1; // 记录
//将集合实际修改次数，赋值给期望修改次数
int expectedModCount = modCount;
//判断集合是否有元素
public boolean hasNext() {
return cursor < limit;
}
@SuppressWarnings("unchecked")
public E next() {
//预期修改次数和实际修改次数是否一样
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
//将光标赋值给i
int i = cursor;
//判断，如果大于集合的长度就说明没有元素了
if (i >= limit)
throw new NoSuchElementException();
//把集合存储数据的数组赋值给该方法的局部变量
Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
//进行判断，如果条件满足就会抛出并发修改异常
if (i >= elementData.length)
throw new ConcurrentModificationException();
//光标要自增，向下移动
cursor = i + 1;
//从数组中取出元素返回
return (E) elementData[lastRet = i];
}
}案例二：已知集合：ArrayList list =new ArrayList();里面有三个元素，“Android”，“Java”，“PHP”，使用迭代器遍历有没有 “Java”元素。如果有就删除该元素。
ArrayList list =new ArrayList();
list.add("Android");
list.add("Java");
list.add("PHP");
Iterator<String> iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()){
String s = iterator.next();
if(s.equals("Java")){
list.remove("Java");
}
}注意：这里不可以使用list.remove("Java"),会报并发修改异常ConcurrentModificationException，我们可以去看下源码
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;
// overflow-conscious code
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}我们添加了三个元素，集合实际修改的次数modCount为3
//ArrayList集合的内部类 -->迭代器的源码
private class Itr implements Iterator<E> {
protected int limit = ArrayList.this.size;
int cursor; // 光标，默认值是0
int lastRet = -1; // 记录
//将集合实际修改次数，赋值给期望修改次数
int expectedModCount = modCount;
}获取迭代器的时候，那么expectedModCount 的值也是3
集合里面的remove方法
public boolean remove(Object o) {
//要删除的元素是否为null
if (o == null) {
for (int index = 0; index < size; index++)
if (elementData[index] == null) {
fastRemove(index);
return true;
}
} else {
//遍历集合
for (int index = 0; index < size; index++)
//要删除的元素和集合的每一个元素进行比较，
if (o.equals(elementData[index])) {
//如果相等就删除
fastRemove(index);
return true;
}
}
return false;
}集合实际修改次数为4，但是预期 修改次数是3
//真正删除元素的方法
private void fastRemove(int index) {
//集合实际修改次数会自增
modCount++;
//计算集合要移动元素的个数
int numMoved = size - index - 1;
if (numMoved > 0)
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
numMoved);
//让删除的元素置为null，尽快让垃圾回收期
elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
}所以在下一次的next的时候就会报异常
@SuppressWarnings("unchecked")
public E next() {
//预期修改次数和实际修改次数是否一样
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
//将光标赋值给i
int i = cursor;
//判断，如果大于集合的长度就说明没有元素了
if (i >= limit)
throw new NoSuchElementException();
//把集合存储数据的数组赋值给该方法的局部变量
Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
//进行判断，如果条件满足就会抛出并发修改异常
if (i >= elementData.length)
throw new ConcurrentModificationException();
//光标要自增，向下移动
cursor = i + 1;
//从数组中取出元素返回
return (E) elementData[lastRet = i];
}结论：
一：集合每次调用add方法的时候，实际修改次数变量modCount 的值都会自增一次
二：在获取迭代器的时候，集合只会执行一次将实际修改集合的次数modCount赋值给预期修改集合的次数expectedModCount
三：集合在删除元素的时候，也会针对实际修改次数的变量modCount进行自增的操作
所以下面就会产生并发修改异常
public E next() {
//预期修改次数和实际修改次数是否一样
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
}案例三：已知集合：ArrayList list =new ArrayList();里面有三个元素，“Android”，“Java”，“PHP”，使用迭代器遍历有没有“PHP”元素。如果有就删除该元素。
ArrayList list =new ArrayList();
list.add("Android");
list.add("Java");
list.add("PHP");
Iterator<String> iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()){
String s = iterator.next();
if(s.equals("PHP")){
list.remove("PHP");
}
}运行结果：并不会发生并发修改异常
结论：当要删除的元素时集合最后一个元素的时候不会发生并发修改异常
原因：在调用hasNext的时候，光标的值等于集合的长度，那么就会返回false
因此就不会调用next方法获取集合的元素，所以就不会发生并发修改异常。
public boolean hasNext() {
return cursor < limit;
}迭代器中的remove方法，删除集合中的元素
ArrayList list =new ArrayList();
list.add("Android");
list.add("Java");
list.add("PHP");
Iterator<String> iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()){
String s = iterator.next();
if(s.equals("PHP")){
iterator.remove();
}
}删除集合元素remove方法解析
public void remove() {
if (lastRet < 0)
throw new IllegalStateException();
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
try {
//使用集合的remove方法删除元素，内部类调用外部类的方法
//实际修改数加1，集合数量减1
ArrayList.this.remove(lastRet);
cursor = lastRet;
lastRet = -1;
//把实际修改次数赋值给预期修改次数
expectedModCount = modCount;
limit--;
} catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
}
结论：
一：迭代器调用remove方法删除元素，底层还是调用集合自己的remove方法删除元素
二：在调用remove方法中每次都会给预期修改数赋值
清空集合元素方法clear()解析
public void clear() {
//实际修改次数自增
modCount++;
// 循环遍历集合，让数组里面的元素置null，让垃圾回收器尽早回收
for (int i = 0; i < size; i++)
elementData[i] = null;
//集合的长度置为0
size = 0;
}集合元素方法contains()解析
public boolean contains(Object o) {
return indexOf(o) >= 0;
}
public int indexOf(Object o) {
//判要找的元素是否为空
if (o == null) {
for (int i = 0; i < size; i++)
if (elementData[i]==null)
return i;
} else {
//返回元素在集合的索引
for (int i = 0; i < size; i++)
if (o.equals(elementData[i]))
return i;
}
return -1;
}