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(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個(gè)參考.
1. ArrayList概述：
?? ArrayList是List接口的可變數(shù)組的實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)了所有可選列表操作，并允許包括 null 在內(nèi)的所有元素。除了實(shí)現(xiàn) List 接口外，此類還提供一些方法來操作內(nèi)部用來存儲列表的數(shù)組的大小。
?? 每個(gè)ArrayList實(shí)例都有一個(gè)容量，該容量是指用來存儲列表元素的數(shù)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(dòng)增長。自動(dòng)增長會(huì)帶來數(shù)據(jù)向新數(shù)組的重新拷貝，因此，如果可預(yù)知數(shù)據(jù)量的多少，可在構(gòu)造ArrayList時(shí)指定其容量。在添加大量元素前，應(yīng)用程序也可以使用ensureCapacity操作來增加ArrayList實(shí)例的容量，這可以減少遞增式再分配的數(shù)量。?
?? 注意，此實(shí)現(xiàn)不是同步的。如果多個(gè)線程同時(shí)訪問一個(gè)ArrayList實(shí)例，而其中至少一個(gè)線程從結(jié)構(gòu)上修改了列表，那么它必須保持外部同步。
?
2. ArrayList的實(shí)現(xiàn)：
?? 對于ArrayList而言，它實(shí)現(xiàn)List接口、底層使用數(shù)組保存所有元素。其操作基本上是對數(shù)組的操作。下面我們來分析ArrayList的源代碼：
???1) 底層使用數(shù)組實(shí)現(xiàn)：
Java代碼??
private?transient?Object[]?elementData;?? ????2) 構(gòu)造方法：?
?? ArrayList提供了三種方式的構(gòu)造器，可以構(gòu)造一個(gè)默認(rèn)初始容量為10的空列表、構(gòu)造一個(gè)指定初始容量的空列表以及構(gòu)造一個(gè)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(jù)下標(biāo)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(shù)組中移除元素的操作，也會(huì)導(dǎo)致被移除的元素以后的所有元素的向左移動(dòng)一個(gè)位置。
???6) 調(diào)整數(shù)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(dāng)向數(shù)組中添加元素時(shí)，都要去檢查添加后元素的個(gè)數(shù)是否會(huì)超出當(dāng)前數(shù)組的長度，如果超出，數(shù)組將會(huì)進(jìn)行擴(kuò)容，以滿足添加數(shù)據(jù)的需求。數(shù)組擴(kuò)容通過一個(gè)公開的方法ensureCapacity(int minCapacity)來實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際添加大量元素前，我也可以使用ensureCapacity來手動(dòng)增加ArrayList實(shí)例的容量，以減少遞增式再分配的數(shù)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(shù)組進(jìn)行擴(kuò)容時(shí)，會(huì)將老數(shù)組中的元素重新拷貝一份到新的數(shù)組中，每次數(shù)組容量的增長大約是其原容量的1.5倍。這種操作的代價(jià)是很高的，因此在實(shí)際使用時(shí)，我們應(yīng)該盡量避免數(shù)組容量的擴(kuò)張。當(dāng)我們可預(yù)知要保存的元素的多少時(shí)，要在構(gòu)造ArrayList實(shí)例時(shí)，就指定其容量，以避免數(shù)組擴(kuò)容的發(fā)生?；蛘吒鶕?jù)實(shí)際需求，通過調(diào)用ensureCapacity方法來手動(dòng)增加ArrayList實(shí)例的容量。
?? ArrayList還給我們提供了將底層數(shù)組的容量調(diào)整為當(dāng)前列表保存的實(shí)際元素的大小的功能。它可以通過trimToSize方法來實(shí)現(xiàn)。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(jī)制：?
ArrayList也采用了快速失敗的機(jī)制，通過記錄modCount參數(shù)來實(shí)現(xiàn)。在面對并發(fā)的修改時(shí)，迭代器很快就會(huì)完全失敗，而不是冒著在將來某個(gè)不確定時(shí)間發(fā)生任意不確定行為的風(fēng)險(xiǎn)。具體介紹請參考我之前的文章深入Java集合學(xué)習(xí)系列：HashMap的實(shí)現(xiàn)原理?中的Fail-Fast機(jī)制。
???8) 關(guān)于其他?的一些方法的實(shí)現(xiàn)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(guān)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(jìn)步：
?? 1)?深入Java集合學(xué)習(xí)系列：HashMap的實(shí)現(xiàn)原理?。
?? 2)?深入Java集合學(xué)習(xí)系列：LinkedHashMap的實(shí)現(xiàn)原理?。
?? 3)?深入Java集合學(xué)習(xí)系列：HashSet的實(shí)現(xiàn)原理?。
?? 4)?深入Java集合學(xué)習(xí)系列：LinkedHashSet的實(shí)現(xiàn)原理?。
原文：http://zhangshixi.iteye.com/blog/674856
轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/davidwang456/p/3737242.html
總結(jié)
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