集合框架源码分析(jdK1.7)（五）ArrayList

1.ArrayList数据结构

private transient Object[] elementData;

可以看出ArrayList的数据结构为一个数组（查找速度快，使用索引的方式来快速定位对象的位置）

2.主要参数

private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};

private transient Object[] elementData;

private int size;

3.核心构造方法

public ArrayList() {
super();
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
}

public ArrayList(int initialCapacity) {
    super();
    if (initialCapacity < 0)
        throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                           initialCapacity);
    this.elementData = new Object[initialCapacity];
}

3.1初始容量（10）

可见初始化的时候可以指定ArrayList的容量，add方法会把容量最小设置为10（也算默认容量了）；

4. add(E e)方法

public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); // 设置初始容量大于等于10；

elementData[size++] = e; //添加元素在尾部
return true;
}

add(E e)方法直接将目标元素放置到数组末尾。

5.add(int index, E element)方法

public void add(int index, E element) {
    rangeCheckForAdd(index); //索引大于数组长度抛异常IndexOutOfBoundsException
    ensureCapacityInternal(size + 1);  // 扩容

    System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
                     size - index);
    elementData[index] = element;  //可以插入索引和值 
    size++;
}

6扩容机制

由构造方法可知第一次创建数组的时候this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;所以初始化容量最小为10；

以后每次添加新元素都会检查容量，容量不够扩大当前容量的50%

private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
    if (elementData == EMPTY_ELEMENTDATA) {
        minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
    }
    ensureExplicitCapacity(minCapacity); }

private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;

// overflow-conscious code

//当容量不足才扩容
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity); //核心扩容方法
}

private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;

//扩大原来容量的50%
    int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
    if (newCapacity - minCapacity < 0)
        newCapacity = minCapacity;
    if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
        newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
    // 扩大原来数组的长度Arrays.copyOf（）分析如下
    elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}

6.1 Arrays.copyOf（T[] original, int newLength）

public static void main(String[] args) {
    Object [] a;
    a = new Object[]{1, 2, 3, 4, 5};
    a = Arrays.copyOf(a, a.length<<1);
    for (int i = 0; i < a.length; i++)
        System.out.print(a[i] + " ");
    System.out.println();
}

输出

可以看出来数组的长度扩大了一倍

7. get(intindex)

//通过索引查找速度快

public E get(int index) {
rangeCheck(index);
return elementData(index);
}

8. remove(Object o)方法

//需要遍历比较慢

public boolean remove(Object o) {
    Iterator<E> it = iterator();
    if (o==null) {
        while (it.hasNext()) {
            if (it.next()==null) {
                it.remove();
                return true;
            }
        }
    } else {
        while (it.hasNext()) {
            if (o.equals(it.next())) {
                it.remove();
                return true;
            }
        }
    }
    return false;
}

9．总结

1．ArrayList的数据结构是数组，所以具有数组的特性，根据索引查询速度快，添加元素直接添加在尾部也快，按照索引插入用的是System.arraycopy()方法，删除需要循环遍历比较慢。

2. ArrayList的数组初始长度为10，每次扩容扩大50%，扩大数组的方式用的是 Arrays.copyOf（）方法

elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);