java-集合框架库-ArrayList_java集合框架arraylist

目录

1方法

2源码实现

2.1继承关系

2.2构造函数

2.3属性信息

2.4默认值或默认属性

2.5底层数据结构

2.6扩容机制

2.7常用方法研究

2.7.1add()

2.7.2get(int index)

2.7.3remove(Object o) 删除

3特点总结

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ArrayList 继承了 AbstractList ，并实现了 List 接口。

1方法

ArrayList 常用方法列表如下：

2源码实现

2.1继承关系

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
        implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
 

ArrayList继承自AbstractList  (AbstractList类是抽象类实现自List接口，对接口中通用的方法做了实现，子类可以不用实现，子类如果有特殊需求可以重写对应方法)
ArrayList实现接口List、RandomAccess、Cloneable、Serializable 
(List接口 是ArrayList、Linkedlist的接口，定义了集合中大部分方法;
RandomAccess接口 表明当前类可以随机访问;
Cloneable接口 表明当前类是可以被克隆;
Serializable接口 表明当前类是可以支持序列化和反序列化)

2.2构造函数

//通过 初始容量initialCapacity参数 来实例化ArrayList
public ArrayList(int initialCapacity) {
        super();//继承父类中的初始化方法
        //参数校验
        if (initialCapacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+initialCapacity);
        //创建指定大小的数组实例
        this.elementData = new Object[initialCapacity];
    }
 
//无参构造函数
    public ArrayList() {
        super();
        //给定空的数组
        this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
    }
 
 
   //通过 集合实例 来实例化ArrayList
    public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
        elementData = c.toArray();
        size = elementData.length;
        // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
        if (elementData.getClass() != Object[].class)
            //完成数据拷贝
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
    }

2.3属性信息

//存储元素位置
private transient Object[] elementData;
//存储元素个数
private int size;
//父类提供的属性 记录集合数据变更版本值(新增、修改、删除) ，和业务无关
private int modcount  修改版本号

2.4默认值或默认属性

//默认的数组初始容量
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
//空数组实例
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};

2.5底层数据结构

底层数据结构是：数组

2.6扩容机制

//扩容大小  
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
 
//arraylist集合扩容时按照1.5倍进行扩容

2.7常用方法研究

2.7.1add()

    public boolean add(E e) {
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        //将新增元素插入elementData数组中
        elementData[size++] = e;
        return true;
    }
    private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
        //当数组为空时，获取当前容量值
        if (elementData == EMPTY_ELEMENTDATA) {
            //当无参构造的实例时，第一次会进入该方法
            minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
        }
 
        ensureExplicitCapacity(minCapacity);
    }
 private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
        modCount++;
 
        //数据空间不足，考虑扩容 
        if (minCapacity > elementData.length )
            grow(minCapacity);
    }
 
private void grow(int minCapacity) {
        // overflow-conscious code
        int oldCapacity = elementData.length;
       //扩容大小  
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
        //扩容范围的限制
        if (newCapacity - minCapacity < 0)
            newCapacity = minCapacity;
        if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
            newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
        // minCapacity is usually close to size, so this is a win:
        //创建新的指定大小的集合，将原有数据拷贝到新数组中
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
    }
 
    private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
        if (minCapacity < 0) // overflow
            throw new OutOfMemoryError();
        return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
            Integer.MAX_VALUE :
            MAX_ARRAY_SIZE;
    }
 

 
add过程：
1、如果存储数组为空，获取默认的大小值是10
2、如果需要大小超过数组大小、考虑扩容，按照原数组大小的1.5倍扩容
3、通过创建新数组，将元素组大小拷贝到新数组中
4、将新增元素插入最后的size位置并对size进行加1操作

public void add(int index, E element) 添加数据;在指定位置添加数据，需要保证index合法，并将index之后的数据后移以为，然后插入新值

2.7.2get(int index)

    public E get(int index) {
        //检查下标的合法性   0<= index <size
        rangeCheck(index);
         //通过下标指定位置来获取数据
        return elementData(index);
    }
 
    private void rangeCheck(int index) {
        if (index >= size)
            throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
    }

2.7.3remove(Object o) 删除

remove(int index) 删除

 public boolean remove(Object o) {
        if (o == null) {
            //元素为空时
            for (int index = 0; index < size; index++)
                if (elementData[index] == null) {
                    fastRemove(index);
                    return true;
                }
        } else {
            //不为空 
            for (int index = 0; index < size; index++)
                if (o.equals(elementData[index])) {
                    fastRemove(index);
                    return true;
                }
        }
        return false;
    }
 
//将index后续的数据前移一位
 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
    }

ArrayList和数组区别？

1、ArrayList底层封装数组，提供了丰富API操作

2、存储数据：ArrayList存储的是自定义对象，基本包装类型，不能存储基本类型，即使我们可以向里面put一个基本数据类型,那么也是基于自动装箱特性,将基本数据类型转换成对象;  数组可以存放自定义类型，包装类型、基类类型（int）

基本类型对应的包装类表如下：

此外，BigInteger、BigDecimal 用于高精度的运算，BigInteger 支持任意精度的整数，也是引用类型，但它们没有相对应的基本类型。

3、ArrayList是可以自动扩容的 ，数组不能自动扩容

3特点总结

①插入有序

②数据可以重复

③可以存储null值

④底层数据结构是数组

⑤可以动态扩容

⑥线程不安全