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    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(chǔ)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(chǔ)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(duì)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(duì)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  收藏代碼
    

    1. 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  收藏代碼
    

    1. public ArrayList() {  
    2.     this(10);  
    3. }  
    4.   
    5. public ArrayList(int initialCapacity) {  
    6.     super();  
    7.     if (initialCapacity < 0)  
    8.         throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+ initialCapacity);  
    9.     this.elementData = new Object[initialCapacity];  
    10. }  
    11.   
    12. public ArrayList(Collection<? extends E> c) {  
    13.     elementData = c.toArray();  
    14.     size = elementData.length;  
    15.     // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)  
    16.     if (elementData.getClass() != Object[].class)  
    17.         elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);  
    18. }   
    

        3) 存儲(chǔ)： 
       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  收藏代碼
    

    1. // 用指定的元素替代此列表中指定位置上的元素，并返回以前位于該位置上的元素。  
    2. public E set(int index, E element) {  
    3.     RangeCheck(index);  
    4.   
    5.     E oldValue = (E) elementData[index];  
    6.     elementData[index] = element;  
    7.     return oldValue;  
    8. }   
    

    

    

    Java代碼  收藏代碼
    

    1. // 將指定的元素添加到此列表的尾部。  
    2. public boolean add(E e) {  
    3.     ensureCapacity(size + 1);   
    4.     elementData[size++] = e;  
    5.     return true;  
    6. }   
    

    

    

    Java代碼  收藏代碼
    

    1. // 將指定的元素插入此列表中的指定位置。  
    2. // 如果當(dāng)前位置有元素，則向右移動(dòng)當(dāng)前位于該位置的元素以及所有后續(xù)元素（將其索引加1）。  
    3. public void add(int index, E element) {  
    4.     if (index > size || index < 0)  
    5.         throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+", Size: "+size);  
    6.     // 如果數(shù)組長度不足，將進(jìn)行擴(kuò)容。  
    7.     ensureCapacity(size+1);  // Increments modCount!!  
    8.     // 將 elementData中從Index位置開始、長度為size-index的元素，  
    9.     // 拷貝到從下標(biāo)為index+1位置開始的新的elementData數(shù)組中。  
    10.     // 即將當(dāng)前位于該位置的元素以及所有后續(xù)元素右移一個(gè)位置。  
    11.     System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, size - index);  
    12.     elementData[index] = element;  
    13.     size++;  
    14. }   
    

    

    

    Java代碼  收藏代碼
    

    1. // 按照指定collection的迭代器所返回的元素順序，將該collection中的所有元素添加到此列表的尾部。  
    2. public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {  
    3.     Object[] a = c.toArray();  
    4.     int numNew = a.length;  
    5.     ensureCapacity(size + numNew);  // Increments modCount  
    6.     System.arraycopy(a, 0, elementData, size, numNew);  
    7.     size += numNew;  
    8.     return numNew != 0;  
    9. }   
    

    

    

    Java代碼  收藏代碼
    

    1. // 從指定的位置開始，將指定collection中的所有元素插入到此列表中。  
    2. public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {  
    3.     if (index > size || index < 0)  
    4.         throw new IndexOutOfBoundsException(  
    5.             "Index: " + index + ", Size: " + size);  
    6.   
    7.     Object[] a = c.toArray();  
    8.     int numNew = a.length;  
    9.     ensureCapacity(size + numNew);  // Increments modCount  
    10.   
    11.     int numMoved = size - index;  
    12.     if (numMoved > 0)  
    13.         System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + numNew, numMoved);  
    14.   
    15.     System.arraycopy(a, 0, elementData, index, numNew);  
    16.     size += numNew;  
    17.     return numNew != 0;  
    18. }   
    

        4) 讀取：
    

    

    

    Java代碼  收藏代碼
    

    1. // 返回此列表中指定位置上的元素。  
    2. public E get(int index) {  
    3.     RangeCheck(index);  
    4.   
    5.     return (E) elementData[index];  
    6. }   
    

        5) 刪除： 
       ArrayList提供了根據(jù)下標(biāo)或者指定對(duì)象兩種方式的刪除功能。如下：
    

    

    

    Java代碼  收藏代碼
    

    1. // 移除此列表中指定位置上的元素。  
    2. public E remove(int index) {  
    3.     RangeCheck(index);  
    4.   
    5.     modCount++;  
    6.     E oldValue = (E) elementData[index];  
    7.   
    8.     int numMoved = size - index - 1;  
    9.     if (numMoved > 0)  
    10.         System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index, numMoved);  
    11.     elementData[--size] = null; // Let gc do its work  
    12.   
    13.     return oldValue;  
    14. }   
    

    

    

    Java代碼  收藏代碼
    

    1. // 移除此列表中首次出現(xiàn)的指定元素（如果存在）。這是應(yīng)為ArrayList中允許存放重復(fù)的元素。  
    2. public boolean remove(Object o) {  
    3.     // 由于ArrayList中允許存放null，因此下面通過兩種情況來分別處理。  
    4.     if (o == null) {  
    5.         for (int index = 0; index < size; index++)  
    6.             if (elementData[index] == null) {  
    7.                 // 類似remove(int index)，移除列表中指定位置上的元素。  
    8.                 fastRemove(index);  
    9.                 return true;  
    10.             }  
    11. } else {  
    12.     for (int index = 0; index < size; index++)  
    13.         if (o.equals(elementData[index])) {  
    14.             fastRemove(index);  
    15.             return true;  
    16.         }  
    17.     }  
    18.     return false;  
    19. }   
    

        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(chǔ)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  收藏代碼
    

    1. public void ensureCapacity(int minCapacity) {  
    2.     modCount++;  
    3.     int oldCapacity = elementData.length;  
    4.     if (minCapacity > oldCapacity) {  
    5.         Object oldData[] = elementData;  
    6.         int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1;  
    7.             if (newCapacity < minCapacity)  
    8.                 newCapacity = minCapacity;  
    9.       // minCapacity is usually close to size, so this is a win:  
    10.       elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);  
    11.     }  
    12. }   
    

       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。或者根據(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  收藏代碼
    

    1. public void trimToSize() {  
    2.     modCount++;  
    3.     int oldCapacity = elementData.length;  
    4.     if (size < oldCapacity) {  
    5.         elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);  
    6.     }  
    7. }   
    

       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(duì)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(qǐng)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 。


    轉(zhuǎn)載自：http://www.cnblogs.com/batys/archive/2011/11/02/2233597.html
	
    
	
	
    
		posted on 2012-03-16 12:28 abin 閱讀(605) 評(píng)論(0)  編輯  收藏  所屬分類: java集合類 
	
    

    







    
	    
    




    








    

				

    

    




    







    
        
	



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