【源码解析】扒开ArrayList的外衣

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本文内容

固然ArrayList里的方法不止这些，本文主要讲一些经常使用的方法

方法变量

Arraylist里的方法变量主要有如下几个

1. 构造方法

1.1 有参构造

1.1.1 传入数组的大小

1.1.1.1代码实现

List<String> list=new ArrayList<>(5);
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1.1.1.2源码解析

1.1.2 传入一个list对象

其实这个就至关于把传入的list对象里的数据复制到新的ArrayList对象

1.1.2.1 代码实现

List<String> list=new ArrayList<>(Arrays.asList("z","m","h"));
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这里用来Arrays工具类里的asList方法，它的源码里是直接返回一个List，有兴趣的能够去看看，这里就不介绍了

1.1.2.2 源码解析

1.2 无参构造

这个比较简单，直接赋值一个空数组

1.2.1代码实现

List<String> list=new ArrayList<>();
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1.2.2源码解析

2. add方法

add通常经常使用的有两个方法，一个就是add(E e)在尾部添加数据，一个就是add(int index,E element)在指定位置插入元素

2.1 add(E e)

这个是Arrayist的主要方法，平时用的也是最多的方法之一，因此源码比较复杂，比较长

2.1.1 代码实现

List<String> list=new ArrayList<>();
list.add("灰灰HK");
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2.1.2 源码解析

• ensureCapacityInternal(int minCapacity)确保数组容量充足

• calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity)

• 再回到ensureExplicitCapacity(int minCapacity)这个方法，这个方法先修改次数加1，而后判断size+1是否是比当前的数组容量大，若是比当前的数组容量大，则进行扩容操做，扩大容量为原数组的1.5倍

好比第二次调用add方法，此时size+1=2, elementData.length=10,为何等于10呢？由于第一次默认把数组容量从0扩大到了10,这时size+1比elementData.length小，就不会进行扩容操做

• grow(int minCapacity)扩容

这里调用Arrays.copyOf()方法进行复制操做，当进一步深刻这个方法时，发现是由System.arraycopy()这个方法实现复制功能的，这个方法由native关键字修饰，表示不是由Java语言实现的，通常是c/cpp实现

2.1.3 小结

到这里，add的方法流程就走完了，其核心步骤：

• 每次添加元素时判断数组容量是否充足

• 第一次添加元素，把数组容量扩容到10

• 扩容时，除第一次，之后的每次扩容为原大小的1.5倍

• 扩容后调用System.arraycopy()方法把原数组的元素复制到扩容后的新数组

2.2 add(int index, E element)

该方法为在指定位置插入元素，该位置及后面全部元素后移

2.2.1 代码实现

List<String> list=new ArrayList<>();
list.add("hk");
list.add(0,"灰灰");
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2.2.2 源码解析

能够看到，这边又用到了System.arraycopy()这个方法

• rangeCheckForAdd(int index)判断是否越界

这里他是和size对比，而不是和数组的length对比，我我的认为这样第一节省了空间，第二方便后面移动的操做

• System.arraycopy()拷贝数组

public static native void arraycopy(Object src,  int  srcPos,
                                     Object dest, int destPos,
                                    int length)
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• src 原数组对象
• srcPos 原数组起始位置
• dest 目标数组
• destPos 目标数组起始位置
• length 复制多少个数据

2.2.3 小结

插入方法其主要步骤以下:

• 检查插入的位置是否越界
• 检查数组容量是否充足，不充足进行扩容相关操做
• 调用System.arraycopy()进行index及后面的元素后移

3. get方法

3.1 get(int index)

3.1.1 代码实现

List<String> list=new ArrayList<>();
list.add("hk");
list.get(0);
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3.1.2 源码解析

• rangeCheck(int index)判断是否越界

get个add方法判断越界的方法是不同的，这边是index>=size,多了个等于，为何要多个等于呢？由于数组是从0开始的，而size至关于是开始的从1开始的

private void rangeCheck(int index) {
    if (index >= size)
        throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
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• elementData(int index)直接返回对应下标的数组元素

E elementData(int index) {
    return (E) elementData[index];
}
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3.1.3 小结

get方法比较简单，主要步骤为：

• 检查是否越界
• 返回对应元素

4. set方法

4.1 set(int index, E element)

4.1.1 代码实现

List<String> list=new ArrayList<>();
list.add("hk");
list.set(0,"灰灰");
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4.1.2 源码解析

5. remove方法

5.1 remove(int index)

5.1.1 代码实现

List<String> list=new ArrayList<>();
list.add("hk");
list.remove(0);
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5.1.2 源码解析

当删除的元素为最后一个元素时，numMoved就小于0了，就不会进行移动元素的操做

5.2 remove(Object o)

这个方法在实际中用的比较少，由于AraryList是能够保存重复的元素，因此删除是删除最先添加的元素

5.2.1 代码实现

List<String> list=new ArrayList<>();
list.add("hk");
list.remove("hk");
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5.2.2 源码解析

• fastRemove(int index)删除元素

这个方法和remove(int index)内部的操做相似，不过这边不保存被删除的元素

private void fastRemove(int index) {
    modCount++;
    int numMoved = size - index - 1;
    if (numMoved > 0)
        System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                         numMoved);
    elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
}
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6. clear方法

6.1 clear()

6.1.1 代码实现

List<String> list=new ArrayList<>();
list.add("hk");
list.clear();
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6.1.2 源码分析

总结

ArrayList底层扩容或者移动数组元素时都调用了System.arraycopy()来进行相关操做，平时进行咱们进行数组复制或移动的时候也能够调用这个方法了，这个性能比循环复制性能高多了，特别是在大量数据的时候。

文章好几回出现了modCount++这个操做，这个modCount主要用户内部类的迭代器