【JAVA集合知識集錦】ArrayList要點總結

ArrayList做爲java中經常使用的集合類型有哪些特色須要咱們瞭解呢？本文將基於jdk1.8源碼來一步步列出ArrayList有哪些須要使人注意的要點。

1 RandomAccess隨機訪問接口

ArrayList繼承實現關係以下圖：

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

從該圖咱們能夠看出，ArrayList實現了RandmoAccess接口，RandmoAcess接口實現以下：

public interface RandomAccess {
    }

RandmoAccess接口中實際上並沒有任何實現，該接口只是表示實現了該接口的類可以提供快速訪問功能。

2 底層是數組類型

ArrayList實現了RandmoAccess接口表明可以進行快速訪問，而ArrayList的快速訪問功能其實是靠數組實現的，下面是ArrayList中最重要的兩個屬性：

//ArrayList實際存數據的地方
    transient Object[] elementData; 
    //ArrayList的大小
    private int size;

下面咱們來看ArrayList的默認構造方法：

public ArrayList() {
        this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
     }

默認構造方法會將elementData屬性賦爲DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA，其中DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA屬性是一個空數組

private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};

接下來咱們看ArrayList中的add和get方法：

public boolean add(E e) {
        //確認是否擴容
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        elementData[size++] = e;
        return true;
    }
    
    public E get(int index) {
        //檢查是否越界
        rangeCheck(index);

        return elementData(index);
    }

能夠看出Arraylist底層是經過數組來操做的。

3 惰性初始化

ArrayList使用默認構造器建立類時建立的是一個空的數組，那麼ArrayList是如何可以使用add方法存數據的呢？咱們能夠詳細看看add方法中的ensureCapacityInternal方法源碼：

private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
        ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
    }
    
    private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
        if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
            //DEFAULT_CAPACITY常量數值是10
            return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
        }
        return minCapacity;
    }
    
    private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
        //記錄修改次數
        modCount++;

        if (minCapacity - elementData.length > 0)
            //擴容方法
            grow(minCapacity);
    }

從以上源碼能夠看出當ArrayList爲一個空數組時，會賦予一個默認的擴容大小10，而後再進擴容方法裏擴容ArrayList，所以ArrayList使用默認構造器初始化時，不會立馬初始化數組大小，而是等待調用add方法後纔會進行初始化，且初始化大小爲10。

4 位運算1.5倍擴容

咱們能夠查看ArrayList的grow方法來看看arrayList實際是如何擴容的：

private void grow(int minCapacity) {
        // overflow-conscious code
        int oldCapacity = elementData.length;
        //位運算1.5倍擴容
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
        if (newCapacity - minCapacity < 0)
            newCapacity = minCapacity;
        if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
            //判斷minCapacity是否超出最大整數值
            newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
        // minCapacity is usually close to size, so this is a win:
        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;
    }

以上代碼分爲以下幾個步驟：

1. 首先用位運算對原數組進行1.5倍擴容獲得新的擴容值newCapacity
2. 再用新的擴容值newCapacity與實際傳來的所需擴容值minCapacity進行比較，若newCapacity比minCapacity大則用newCapacity，反之則用minCapacity並判斷minCapacity是否合法，這樣得出的值爲一個最終擴容值
3. 最後用Arrays.copyOf方法對最終選出的擴容值進行擴容