生活随笔
收集整理的這篇文章主要介紹了
ArrayList的实现原理--转
小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.
1. ArrayList概述：
?? ArrayList是List接口的可變數組的實現。實現了所有可選列表操作，并允許包括 null 在內的所有元素。除了實現 List 接口外，此類還提供一些方法來操作內部用來存儲列表的數組的大小。
?? 每個ArrayList實例都有一個容量，該容量是指用來存儲列表元素的數組的大小。它總是至少等于列表的大小。隨著向ArrayList中不斷添加元素，其容量也自動增長。自動增長會帶來數據向新數組的重新拷貝，因此，如果可預知數據量的多少，可在構造ArrayList時指定其容量。在添加大量元素前，應用程序也可以使用ensureCapacity操作來增加ArrayList實例的容量，這可以減少遞增式再分配的數量。?
?? 注意，此實現不是同步的。如果多個線程同時訪問一個ArrayList實例，而其中至少一個線程從結構上修改了列表，那么它必須保持外部同步。
?
2. ArrayList的實現：
?? 對于ArrayList而言，它實現List接口、底層使用數組保存所有元素。其操作基本上是對數組的操作。下面我們來分析ArrayList的源代碼：
???1) 底層使用數組實現：
Java代碼??
private?transient?Object[]?elementData;?? ????2) 構造方法：?
?? ArrayList提供了三種方式的構造器，可以構造一個默認初始容量為10的空列表、構造一個指定初始容量的空列表以及構造一個包含指定collection的元素的列表，這些元素按照該collection的迭代器返回它們的順序排列的。
Java代碼??
public?ArrayList()?{??????this(10);??}????public?ArrayList(int?initialCapacity)?{??????super();??????if?(initialCapacity?<?0)??????????throw?new?IllegalArgumentException("Illegal?Capacity:?"+?initialCapacity);??????this.elementData?=?new?Object[initialCapacity];??}????public?ArrayList(Collection<??extends?E>?c)?{??????elementData?=?c.toArray();??????size?=?elementData.length;????????????if?(elementData.getClass()?!=?Object[].class)??????????elementData?=?Arrays.copyOf(elementData,?size,?Object[].class);??}?? ????3) 存儲：?
?? ArrayList提供了set(int index, E element)、add(E e)、add(int index, E element)、addAll(Collection<? extends E> c)、addAll(int index, Collection<? extends E> c)這些添加元素的方法。下面我們一一講解：
Java代碼??
??public?E?set(int?index,?E?element)?{??????RangeCheck(index);????????E?oldValue?=?(E)?elementData[index];??????elementData[index]?=?element;??????return?oldValue;??}?? Java代碼??
??public?boolean?add(E?e)?{??????ensureCapacity(size?+?1);???????elementData[size++]?=?e;??????return?true;??}?? Java代碼??
????public?void?add(int?index,?E?element)?{??????if?(index?>?size?||?index?<?0)??????????throw?new?IndexOutOfBoundsException("Index:?"+index+",?Size:?"+size);????????????ensureCapacity(size+1);??????????????????????????System.arraycopy(elementData,?index,?elementData,?index?+?1,?size?-?index);??????elementData[index]?=?element;??????size++;??}?? Java代碼??
??public?boolean?addAll(Collection<??extends?E>?c)?{??????Object[]?a?=?c.toArray();??????int?numNew?=?a.length;??????ensureCapacity(size?+?numNew);????????System.arraycopy(a,?0,?elementData,?size,?numNew);??????size?+=?numNew;??????return?numNew?!=?0;??}?? Java代碼??
??public?boolean?addAll(int?index,?Collection<??extends?E>?c)?{??????if?(index?>?size?||?index?<?0)??????????throw?new?IndexOutOfBoundsException(??????????????"Index:?"?+?index?+?",?Size:?"?+?size);????????Object[]?a?=?c.toArray();??????int?numNew?=?a.length;??????ensureCapacity(size?+?numNew);??????????int?numMoved?=?size?-?index;??????if?(numMoved?>?0)??????????System.arraycopy(elementData,?index,?elementData,?index?+?numNew,?numMoved);????????System.arraycopy(a,?0,?elementData,?index,?numNew);??????size?+=?numNew;??????return?numNew?!=?0;??}?? ????4) 讀取：
Java代碼??
??public?E?get(int?index)?{??????RangeCheck(index);????????return?(E)?elementData[index];??}?? ??? 5) 刪除：?
?? ArrayList提供了根據下標或者指定對象兩種方式的刪除功能。如下：
Java代碼??
??public?E?remove(int?index)?{??????RangeCheck(index);????????modCount++;??????E?oldValue?=?(E)?elementData[index];????????int?numMoved?=?size?-?index?-?1;??????if?(numMoved?>?0)??????????System.arraycopy(elementData,?index+1,?elementData,?index,?numMoved);??????elementData[--size]?=?null;?????????return?oldValue;??}?? Java代碼??
??public?boolean?remove(Object?o)?{????????????if?(o?==?null)?{??????????for?(int?index?=?0;?index?<?size;?index++)??????????????if?(elementData[index]?==?null)?{????????????????????????????????????fastRemove(index);??????????????????return?true;??????????????}??}?else?{??????for?(int?index?=?0;?index?<?size;?index++)??????????if?(o.equals(elementData[index]))?{??????????????fastRemove(index);??????????????return?true;??????????}??????}??????return?false;??}?? ??? 注意：從數組中移除元素的操作，也會導致被移除的元素以后的所有元素的向左移動一個位置。
???6) 調整數組容量：?
?? 從上面介紹的向ArrayList中存儲元素的代碼中，我們看到，每當向數組中添加元素時，都要去檢查添加后元素的個數是否會超出當前數組的長度，如果超出，數組將會進行擴容，以滿足添加數據的需求。數組擴容通過一個公開的方法ensureCapacity(int minCapacity)來實現。在實際添加大量元素前，我也可以使用ensureCapacity來手動增加ArrayList實例的容量，以減少遞增式再分配的數量。
Java代碼??
public?void?ensureCapacity(int?minCapacity)?{??????modCount++;??????int?oldCapacity?=?elementData.length;??????if?(minCapacity?>?oldCapacity)?{??????????Object?oldData[]?=?elementData;??????????int?newCapacity?=?(oldCapacity?*?3)/2?+?1;??????????????if?(newCapacity?<?minCapacity)??????????????????newCapacity?=?minCapacity;????????????????elementData?=?Arrays.copyOf(elementData,?newCapacity);??????}??}?? ?? 從上述代碼中可以看出，數組進行擴容時，會將老數組中的元素重新拷貝一份到新的數組中，每次數組容量的增長大約是其原容量的1.5倍。這種操作的代價是很高的，因此在實際使用時，我們應該盡量避免數組容量的擴張。當我們可預知要保存的元素的多少時，要在構造ArrayList實例時，就指定其容量，以避免數組擴容的發生。或者根據實際需求，通過調用ensureCapacity方法來手動增加ArrayList實例的容量。
?? ArrayList還給我們提供了將底層數組的容量調整為當前列表保存的實際元素的大小的功能。它可以通過trimToSize方法來實現。代碼如下：
Java代碼??
public?void?trimToSize()?{??????modCount++;??????int?oldCapacity?=?elementData.length;??????if?(size?<?oldCapacity)?{??????????elementData?=?Arrays.copyOf(elementData,?size);??????}??}?? ???7) Fail-Fast機制：?
ArrayList也采用了快速失敗的機制，通過記錄modCount參數來實現。在面對并發的修改時，迭代器很快就會完全失敗，而不是冒著在將來某個不確定時間發生任意不確定行為的風險。具體介紹請參考我之前的文章深入Java集合學習系列：HashMap的實現原理?中的Fail-Fast機制。
???8) 關于其他?的一些方法的實現都很簡單易懂，讀者可參照API文檔和源代碼，一看便知，這里就不再多說。
3. 相關閱讀：?
?? 本系列的文章之前還整理了以下幾篇，有興趣的可以參考，望與大家分享心得，共同進步：
?? 1)?深入Java集合學習系列：HashMap的實現原理?。
?? 2)?深入Java集合學習系列：LinkedHashMap的實現原理?。
?? 3)?深入Java集合學習系列：HashSet的實現原理?。
?? 4)?深入Java集合學習系列：LinkedHashSet的實現原理?。
原文：http://zhangshixi.iteye.com/blog/674856
轉載于:https://www.cnblogs.com/davidwang456/p/3737242.html
總結
以上是生活随笔為你收集整理的ArrayList的实现原理--转的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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