java ArrayList 实现 Java ArrayList 实现实例讲解
有女朋友的程序猿 人气:0ArrayList概述：
ArrayList是基于数组实现的，是一个动态数组，其容量能自动增长，类似于C语言中的动态申请内存，动态增长内存。
ArrayList不是线程安全的，只能用在单线程环境下，多线程环境下可以考虑用Collections.synchronizedList(List l)函数返回一个线程安全的ArrayList类，也可以使用concurrent并发包下的CopyOnWriteArrayList类。
ArrayList实现了Serializable接口，因此它支持序列化，能够通过序列化传输，实现了RandomAccess接口，支持快速随机访问，实际上就是通过下标序号进行快速访问，实现了Cloneable接口，能被克隆。
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。自动增长会带来数据向新数组的重新拷贝，因此，如果可预知数据量的多少，可在构造ArrayList时指定其容量。在添加大量元素前，应用程序也可以使用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。
下面对java arraylist做一个记录和总结吧
public class arraylist<E> {
/**
* 存放集合的元素
*
*/
private transient Object[] elementData;
/** 元素的大小 */
private int size;
定义了一个泛型类，一个object的数组和一个私有变量来记录该集合的元素数量，原文多了一个私有变量，我也不知道干嘛用的，作者也没解释也没提及到，我没使用也没事
/**
* 根据指定大小初始化
* @param initialCapacity
*/
public arraylist(int initialCapacity){
super();
if(initialCapacity<=0){
//抛异常
throw new IllegalArgumentException("初始化参数不能小于0");
}else{
//初始化数组
this.elementData=new Object[initialCapacity];
}
}
/**
* 默认初始化
*/
public arraylist(){
this(10);
}
/**
* 根据一个集合类初始化
* @param c 一个必须继承了Collection接口的类
*/
public arraylist(Collection<? extends E> c){
//初始化
elementData=c.toArray();
size=elementData.length;
//如果不是任意类型的数组就转换Objec类型
if (elementData.getClass() != Object[].class){
elementData=Arrays.copyOf(elementData,size, Object[].class);
}
}
3个初始化方法，根据默认大小进行数组的初始化，给定大小初始化和传递一个继承了Collection集合接口的类进行转换赋值初始化
/**
* 扩容集合
* @param minCapacity
*/
public void ensureCapacity(int minCapacity){
/** 当前数组的大小 */
int oldCapacity = elementData.length;
if (minCapacity > oldCapacity) {
/**
* oldData 虽然没有被使用，但是这是关于内存管理的原因和Arrays.copyOf()方法不是线程安全
* oldData在if的生命周期内引用elementData这个变量，所以不会被GC回收掉
* 当Arrays.copyOf()方法在把elementData复制到newCapacity时，就可以防止新的内存或是其他线程分配内存是elementData内存被侵占修改
* 当结束是离开if，oldData周期就结束被回收
*/
Object oldData[] = elementData;
int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1; //增加50%+1
if (newCapacity < minCapacity)
newCapacity = minCapacity;
//使用Arrays.copyOf把集合的元素复制并生成一个新的数组
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
}
这是一个核心的方法，集合的扩容，其实是对数组的扩容，minCapacity集合的大小，进行对比判断是否应该进行扩容，使用了Arrays.copyOf()方法进行扩容，
原文有进行详细的解释，这个方法把第一个参数的内容复制到一个新的数组中，数组的大小是第二个参数，并返回一个新的数组，关于oldData的变量上文有详细的注释
/**
* 检查索引是否出界
* @param index
*/
private void RangeCheck(int index){
if(index > size || index < 0){
throw new IndexOutOfBoundsException("下标超出,Index: " + index + ", Size: " +size);
}
}
一个下标的检索是否出 1 /**
* 添加元素
* 将指定的元素添加到集合的末尾
* @param e 添加的元素
* @return
*/
public boolean add(E e){
ensureCapacity(size+1);
elementData[size]=e;
size++;
return true;
}
添加元素，先进行扩容，在赋值，然后元素加一，注意 size+1 字段size并没有加一，这里进行的是算术的运算，所以在后面才需要进行自增
/**
* 添加元素
* 将元素添加到指定的位置
* @param index 指定的索引下标
* @param element 元素
* @return
*/
public boolean add(int index, E element){
RangeCheck(index);
ensureCapacity(size+1);
// 将 elementData中从Index位置开始、长度为size-index的元素，
// 拷贝到从下标为index+1位置开始的新的elementData数组中。
// 即将当前位于该位置的元素以及所有后续元素右移一个位置。
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index+1, size-index);
elementData[index]=element;
size++;//元素加一
return true;
}
这里不同的是 System.arraycopy(elementData, index, elementData, index+1, size-index);
这是一个c的内部方法，详细的原文有解释，这里就不说了，这个也是整个ArrayList的核心所在，也Arrays.copyOf()的内部实现原理
/**
* 添加全部元素
* 按照指定collection的迭代器所返回的元素顺序，将该collection中的所有元素添加到此列表的尾部。
* @param c
* @return
*/
public boolean addAll(Collection < ? extends E>c){
Object[] newElement=c.toArray();
int elementLength=newElement.length;
ensureCapacity(size+elementLength);
//从newElement 0的下标开始，elementLength个元素，elementData size的下标
System.arraycopy(newElement, 0, elementData, size, elementLength);
size+=elementLength;
return elementLength!=0;
}
基本上其他方法都只是根据不同的情况进行不同的处理，比如通过接口把数据对象传递进来然后获取长度进行扩容，在把数据使用System,arraycopy复制到新的数组中
/**
* 指定位置，添加全部元素
* @param index 插入位置的下标
* @param c 插入的元素集合
* @return
*/
public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c){
if(index > size || index < 0){
throw new IndexOutOfBoundsException("Index: " + index + ", Size: " +size);
}
Object[] newElement=c.toArray();
int elementLength=newElement.length;
ensureCapacity(size+elementLength);
int numMoved=size-index;
//判断插入的位置是否在数组中间
if(numMoved>0){
//把index插入位置的后面的所有元素往后移
//elementData index下标开始的numMoved个元素插入到elementData 的index+elementLength位置
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index+elementLength, numMoved);
}
//把newElement里从0开始的elementLength个元素添加到elementData index开始的位置
System.arraycopy(newElement, 0, elementData, index, elementLength);
size += elementLength;
return elementLength != 0;
}
/**
* 指定下标赋值
* @param index
* @param element
* @return
*/
public E set(int index,E element){
RangeCheck(index);
E oldElement=(E)elementData[index];
elementData[index]=element;
return oldElement;
}
/**
* 根据下标取值
* @param index
* @return
*/
public E get(int index){
RangeCheck(index);
return (E)elementData[index];
}
/**
* 根据下标移除元素
* @param index
*/
public E remove(int index){
RangeCheck(index);
E oldElement=(E)elementData[index];
/** 移除的下标后面的元素数量 */
int numMoved=size-index-1;
//如果在数组范围内就进行移动
if(numMoved>0)
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index, numMoved);
//移除
elementData[--size]=null;
return oldElement;
}
/**
* 根据元素移除
* @param obj
* @return
*/
public boolean remove(Object obj){
//Arraylist允许存放null,所以也要进行判断处理
if(obj==null){
for(int index=0;index<size;index++){
if(elementData[index]==null){
remove(index);
return true;
}
}
}else{
for(int index=0;index<size;index++){
if(obj.equals(elementData[index])){
remove(index);
return true;
}
}
}
return false;
}
/**
* 根据下标移除指定范围内的元素
* @param fromIndex 开始
* @param toIndex 结束
*/
protected void removeRange(int fromIndex, int toIndex){
RangeCheck(fromIndex);
RangeCheck(toIndex);
//要移动的元素数
int numMoved = size - toIndex;
//把toIndex后面的元素移动到fromIndex
System.arraycopy(elementData, toIndex, elementData, fromIndex, numMoved);
//要移除的元素数量
int newSize=size-(toIndex-fromIndex);
while(size!=newSize){
elementData[--size]=null;
}
}
/**
* 把数组容量调整到实际的容量
*/
public void trimToSize(){
int leng=elementData.length;
if(size<leng){
Object[] old=elementData;
elementData=Arrays.copyOf(elementData, size);
}
}
/**
* 把集合元素转换成数组
* @return
*/
public Object[] toArray(){
return Arrays.copyOf(elementData, size);
}
public <T>T[] toArray(T[] a){
if(a.length<size){
return (T[]) Arrays.copyOf(elementData,size, a.getClass());
}
//把集合元素复制到a数组中
System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, size);
if (a.length > size){
for(int index=size;index<a.length;index++){
a[index] = null;
}
}
return a;
}
基本上都是对数组进行操作和使用c的方法进行赋值移动等，详细的可以查看原文，原文中除了那个私有变量外也没多少问题，代码可以完美运行，这李要注意的和难点就会是System,arraycopy和Arrayist.copy()这2个方法
和在扩容方法里oldData这个变量的使用，这个变量真的很好，一开始我也不知道为什么要这么使用，在原文的末尾会进行解释。
以上所述是小编给大家介绍的Java ArrayList 实现实例讲解，希望对大家有所帮助，如果大家有任何疑问欢迎给我留言，小编会及时回复大家的，在此也非常感谢大家对网站的支持！
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