Java集合之ArrayList详解,大厂越来越注重基础了,建议收藏

1、集合

1.1 JAVA集合关系图

Java集合之ArrayList详解,大厂越来越注重基础了,建议收藏1.2 ArrayList源码分析

1、简介

ArrayList 是 java 集合框架中比较常用的数据结构了。继承自 AbstractList,实现了 List 接口。底层基于数组实现容量大小动态变化。允许 null 的存在。同时还实现了 RandomAccess、Cloneable、Serializable 接口,所以ArrayList 是支持快速访问、复制、序列化的。


2、重要属性

默认初始容量 10

Java集合之ArrayList详解,大厂越来越注重基础了,建议收藏EMPTY_ELEMENTDATA与DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA这两个变量使用在构造函数中


这两个空的数组有什么区别?We distinguish this from EMPTY_ELEMENTDATA to know how much to inflate when first element is added.区分第一次添加元素的时候知道elementData从空的构造函数还是有参构造函数初始化的。以便于确认如何扩容。

Java集合之ArrayList详解,大厂越来越注重基础了,建议收藏3、构造函数

3.1 无参构造函数

需要注意的是无参构造函数,给elementData赋值的是一个空的数组,在第一次添加元素的时候才把容量扩大为10,不要被注释给误导了。此处可见无参构造器是将DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA赋值给elementData

Java集合之ArrayList详解,大厂越来越注重基础了,建议收藏3.2 构造一个初始容量为initialCapacity的ArrayList

当initialCapacity>0,初始化一个大小为initialCapacity的Object数组,赋值给elementData;当initialCapacity==0,将EMPTY_ELEMENTDATA赋值给elementData;否则,抛出异常。

Java集合之ArrayList详解,大厂越来越注重基础了,建议收藏3.3 通过指定的Collection来初始化一个ArrayList

将Collection转为数组并且赋值给elementData,elementData.length赋值给size;如果size != 0,则判断elementData类型是否为Object[]类型,不是则做一次转换(注意此处其实是一个官方bug解决方案);如果size == 0则将EMPTY_ELEMENTDATA赋值给elementData,相当于new ArrayList(0)

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4、核心方法

4.1 add 操作

ensureCapacityInternal();

每次添加元素到集合中都会先确认集合容量的大小Java集合之ArrayList详解,大厂越来越注重基础了,建议收藏oldCapacity + (oldCapacity >> 1)


默认将数组的大小扩容到原来的1.5倍


newCapacity - minCapacity < 0


如果扩容后的容量不足,则将所需容量minCapacity赋值给newCapacity,扩容后数组大小就是申请的容量


newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0


如果扩容后的数组容量太大,超过了Integer.MAX_VALUE - 8的大小,则数组的大小为hugeCapacity(),(minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ? Integer.MAX_VALUE : MAX_ARRAY_SIZE;

Java集合之ArrayList详解,大厂越来越注重基础了,建议收藏Java集合之ArrayList详解,大厂越来越注重基础了,建议收藏4.2 remove 操作

rangeCheck(index);


检查index是否合法,当index >= size时,抛出IndexOutOfBoundsException异常;


modCount++;


记录集合的操作次数;


E oldValue = elementData(index);


取出移除元素,用于放回给方法调用者;


if (numMoved > 0)


判断当前删除的集合元素是否时数组的最后一个元素,如果不是最后一个元素,则调用System.arraycopy()方法做一次数组拷贝;如果移除的元素是最后一个元素或者在数组复制结束之后,将数组的最后一个元素置为null,等待GC垃圾回收;–size数组的大小减一;

Java集合之ArrayList详解,大厂越来越注重基础了,建议收藏4.3 get 操作

rangeCheck(index);


检查index是否合法,当index >= size时,抛出IndexOutOfBoundsException异常;


elementData(index);


由于ArrayList的底层是由数组实现的,所有获取元素直接调用数组的随机访问即可:Java集合之ArrayList详解,大厂越来越注重基础了,建议收藏5、Iterator

5.1 前言

Java开发初级工程师在使用for遍历集合的时候,由于使用不正确的API方法对集合进行remove()操作,经常会抛出java.util.ConcurrentModificationException,因此我们来从源码的层面仔细的探究一下为什么会产生ConcurrentModificationException以及如何解决这个异常!foreach循环又称增强for循环,是jdk1.5为了简化数组或者和容器遍历而产生,foreach循环的适用范围:对于任何实现了Iterable接口的容器都可以使用foreach循环。foreach语法的冒号后面可以有两种类型,一种是数组类型;一种是实现了Iterable接口的类,因此在使用foreach循环遍历ArrayList的时候,可以看作就是在使用List的迭代器进行遍历


如下代码,foreach遍历list集合时,调用list.remove(s)方法,控制台输出了预期ConcurrentModificationException异常

Java集合之ArrayList详解,大厂越来越注重基础了,建议收藏Java集合之ArrayList详解,大厂越来越注重基础了,建议收藏ArrayList定义了一个Itr内部类实现了Iterator接口,Itr内部有三个属性。


cursor:代表的是下一个访问的元素下标;


lastRet:代表的是上一个访问元素的下标,默认值为-1;


expectedModCount:代表的是对ArrayList修改的次数,初始值等于modCount

Java集合之ArrayList详解,大厂越来越注重基础了,建议收藏Java集合之ArrayList详解,大厂越来越注重基础了,建议收藏next() ;


获取集合中的下一个元素


checkForComodification();


判断modCount与expectedModCount是否相等,不相等抛出ConcurrentModificationException异常


i = cursor;i >= size;i >= elementData.length


判断cursor的大小,如果cursor的值大于集合中元素的个数,抛出NoSuchElementException异常;如果cursor大于了数组的长度抛出ConcurrentModificationException异常。


cursor = i + 1;lastRet = i


如果上述情况均满足,则正常获取下一个元素,cursor和lastRet都自增1

Java集合之ArrayList详解,大厂越来越注重基础了,建议收藏lastRet < 0;


如果lastRet 小于0,则抛出IllegalStateException异常,由此可以看出,调用remove()之前,必须先调用next()方法重置lastRet的值,否则在lastRet默认值为-1的情况下,对集合中的元素进行移除会直接抛出异常;


checkForComodification();


判断modCount与expectedModCount是否相等,不相等抛出ConcurrentModificationException异常


ArrayList.this.remove(lastRet);


调用ArrayList的remove方法,移除元素


cursor = lastRet;lastRet = -1;expectedModCount = modCount;


将lastRet的值赋值给cursor,相当于-1;将lastRet 重置为-1;将modCount赋值给expectedModCount

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