Java ArrayList
niuyongzhi 人气:01.ArrayList 是基数组结构的,需要连续的内存空间
从构造函数可以看出,ArrayList内部用一个Object数组来保存数据。
对于无参构造,ArrayList会创建一个大小为10的初始数组,第一次扩容时会创建默认大小数组。
//无参构造函数,会构造一个空数组。第一次扩容时会创默认大小为10的数组 private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {}; transient Object[] elementData; public ArrayList() { this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA; } private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {}; //如果给定集合大小,会创建一个对应大小的数组 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); } }
2.对于set和get方法ArrayList效率高,因为可以直接通过下标获取存储对象。
//直接通过角标从数组中取出元素 public E get(int index) { if (index >= size) throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index)); return (E) elementData[index]; } //set 方法,直接通过index 拿到元素,进行修改就行。 public E set(int index, E element) { if (index >= size) throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index)); E oldValue = (E) elementData[index]; elementData[index] = element; return oldValue; }
3.对于add方法,有两种情况:
第一种是在尾部添加,不需要移动数组。
//Add 方法 ,在末端插入不需要 public boolean add(E e) { ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!! elementData[size++] = e; return true; }
第二种情况在指定位置添加或插入数据,则需要移动数组,效率比较低。如果插入在第0个位置则需要移动整个数组。
public void add(int index, E element) { if (index > size || index < 0) throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index)); ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!! //被插入的元素在index。则移动的数组应该从index开始,向后移动一个, //移动的数组长度 size-index 从index开始的数组长度 System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, size - index); elementData[index] = element; size++; }
在add时还需要考虑到数组的扩容问题,看ensureCapacityInternal方法
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) { //通过无参构造创建为设置初始大小时,判断条件为true if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) { //创建默认大小的数组,初始大小是10 minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity); } ensureExplicitCapacity(minCapacity); }
添加元素后,元素数量大于数组长度时,进行扩容grow,扩容大小是原数组的1.5倍
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) { modCount++; // overflow-conscious code //新增后,数组容量已经大于了数组长度,则进行扩容 if (minCapacity - elementData.length > 0) grow(minCapacity); } private void grow(int minCapacity) { // overflow-conscious code int oldCapacity = elementData.length; //新的数组大小是原来的1.5倍 int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); if (newCapacity - minCapacity < 0) newCapacity = minCapacity; //创建一个新长度的数组。 elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); }
4.对应remove 删除元素操作。如果删除元素在最后一个,不需要移动数组,否则会将被删除元素之后的所有元素都要向前移动,效率比较低。
//删除 public E remove(int index) { if (index >= size) throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index)); modCount++; //取出被删除的元素 E oldValue = (E) elementData[index]; int numMoved = size - index - 1; //移动的数组长度,大于0才需要移动,小于0说明被删元素在最后一个 if (numMoved > 0) //第一个参数是源数组, //第二个参数是移动的起始位置:index+1,从被删元素的后一个位置开始 //第三个参数是目标数组 //第四个参数是移动目标位置:index,被删除元素的位置 //第五个参数是移动的数组长度 size - index - 1,从index+1位置开始之后的数组长度 //最终会调用到native方法进行移动。 System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,numMoved); elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work return oldValue; }
5.System.arraycopy方法参数分析。
第二个参数 index+1是被移动数组的起始位置,即被删元素后一个位置
第四个参数index,是被移动数组的起始位置,即被删元素的位置。
最后一个参数size-index-1,被移动数组的长度,即被删元素后一个位置到元素末尾的长度
public static native void arraycopy(java.lang.Object src, int srcPos, java.lang.Object dest, int destPos, int length);
通过对源码的阅读,也许会对ArrayList有一个更加直接的了解。
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