【Java集合源码剖析】ArrayList源码剖析

2022-09-12 14:25:08

ArrayList简介

    ArrayList是基于数组实现的，是一个动态数组，其容量能自动增长，类似于C语言中的动态申请内存，动态增长内存。

    ArrayList不是线程安全的，只能用在单线程环境下，多线程环境下可以考虑用Collections.synchronizedList(List l)函数返回一个线程安全的ArrayList类，也可以使用concurrent并发包下的CopyOnWriteArrayList类。

    ArrayList实现了Serializable接口，因此它支持序列化，能够通过序列化传输，实现了RandomAccess接口，支持快速随机访问，实际上就是通过下标序号进行快速访问，实现了Cloneable接口，能被克隆。

 

ArrayList源码剖析

 

    ArrayList的源码如下（加入了比较详细的注释）：

 

[java] 
 
  1.   package java.util;    
  2. public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>    
  3.         implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable    
  4. {    
  5.     // 序列版本号    
  6.     private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;    
  7.    
  8.     // ArrayList基于该数组实现，用该数组保存数据   
  9.     private transient Object[] elementData;    
  10.    
  11.     // ArrayList中实际数据的数量    
  12.     private int size;    
  13.    
  14.     // ArrayList带容量大小的构造函数。    
  15.     public ArrayList(int initialCapacity) {    
  16.         super();    
  17.         if (initialCapacity < 0)    
  18.             throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+    
  19.                                                initialCapacity);    
  20.         // 新建一个数组    
  21.         this.elementData = new Object[initialCapacity];    
  22.     }    
  23.    
  24.     // ArrayList无参构造函数。默认容量是10。    
  25.     public ArrayList() {    
  26.         this(10);    
  27.     }    
  28.    
  29.     // 创建一个包含collection的ArrayList    
  30.     public ArrayList(Collection<? extends E> c) {    
  31.         elementData = c.toArray();    
  32.         size = elementData.length;    
  33.         if (elementData.getClass() != Object[].class)    
  34.             elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);    
  35.     }    
  36.    
  37.    
  38.     // 将当前容量值设为实际元素个数    
  39.     public void trimToSize() {    
  40.         modCount++;    
  41.         int oldCapacity = elementData.length;    
  42.         if (size < oldCapacity) {    
  43.             elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);    
  44.         }    
  45.     }    
  46.    
  47.    
  48.     // 确定ArrarList的容量。    
  49.     // 若ArrayList的容量不足以容纳当前的全部元素，设置 新的容量=“(原始容量x3)/2 + 1”    
  50.     public void ensureCapacity(int minCapacity) {    
  51.         // 将“修改统计数”+1，该变量主要是用来实现fail-fast机制的    
  52.         modCount++;    
  53.         int oldCapacity = elementData.length;    
  54.         // 若当前容量不足以容纳当前的元素个数，设置 新的容量=“(原始容量x3)/2 + 1”    
  55.         if (minCapacity > oldCapacity) {    
  56.             Object oldData[] = elementData;    
  57.             int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1;    
  58.             //如果还不够，则直接将minCapacity设置为当前容量  
  59.             if (newCapacity < minCapacity)    
  60.                 newCapacity = minCapacity;    
  61.             elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);    
  62.         }    
  63.     }    
  64.    
  65.     // 添加元素e    
  66.     public boolean add(E e) {    
  67.         // 确定ArrayList的容量大小    
  68.         ensureCapacity(size + 1);  // Increments modCount!!    
  69.         // 添加e到ArrayList中    
  70.         elementData[size++] = e;    
  71.         return true;    
  72.     }    
  73.    
  74.     // 返回ArrayList的实际大小    
  75.     public int size() {    
  76.         return size;    
  77.     }    
  78.    
  79.     // ArrayList是否包含Object(o)    
  80.     public boolean contains(Object o) {    
  81.         return indexOf(o) >= 0;    
  82.     }    
  83.    
  84.     //返回ArrayList是否为空    
  85.     public boolean isEmpty() {    
  86.         return size == 0;    
  87.     }    
  88.    
  89.     // 正向查找，返回元素的索引值    
  90.     public int indexOf(Object o) {    
  91.         if (o == null) {    
  92.             for (int i = 0; i < size; i++)    
  93.             if (elementData[i]==null)    
  94.                 return i;    
  95.             } else {    
  96.                 for (int i = 0; i < size; i++)    
  97.                 if (o.equals(elementData[i]))    
  98.                     return i;    
  99.             }    
  100.             return -1;    
  101.         }    
  102.    
  103.         // 反向查找，返回元素的索引值    
  104.         public int lastIndexOf(Object o) {    
  105.         if (o == null) {    
  106.             for (int i = size-1; i >= 0; i--)    
  107.             if (elementData[i]==null)    
  108.                 return i;    
  109.         } else {    
  110.             for (int i = size-1; i >= 0; i--)    
  111.             if (o.equals(elementData[i]))    
  112.                 return i;    
  113.         }    
  114.         return -1;    
  115.     }    
  116.    
  117.     // 反向查找(从数组末尾向开始查找)，返回元素(o)的索引值    
  118.     public int lastIndexOf(Object o) {    
  119.         if (o == null) {    
  120.             for (int i = size-1; i >= 0; i--)    
  121.             if (elementData[i]==null)    
  122.                 return i;    
  123.         } else {    
  124.             for (int i = size-1; i >= 0; i--)    
  125.             if (o.equals(elementData[i]))    
  126.                 return i;    
  127.         }    
  128.         return -1;    
  129.     }    
  130.      
  131.    
  132.     // 返回ArrayList的Object数组    
  133.     public Object[] toArray() {    
  134.         return Arrays.copyOf(elementData, size);    
  135.     }    
  136.    
  137.     // 返回ArrayList元素组成的数组  
  138.     public <T> T[] toArray(T[] a) {    
  139.         // 若数组a的大小 < ArrayList的元素个数；    
  140.         // 则新建一个T[]数组，数组大小是“ArrayList的元素个数”，并将“ArrayList”全部拷贝到新数组中    
  141.         if (a.length < size)    
  142.             return (T[]) Arrays.copyOf(elementData, size, a.getClass());    
  143.    
  144.         // 若数组a的大小 >= ArrayList的元素个数；    
  145.         // 则将ArrayList的全部元素都拷贝到数组a中。    
  146.         System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, size);    
  147.         if (a.length > size)    
  148.             a[size] = null;    
  149.         return a;    
  150.     }    
  151.    
  152.     // 获取index位置的元素值    
  153.     public E get(int index) {    
  154.         RangeCheck(index);    
  155.    
  156.         return (E) elementData[index];    
  157.     }    
  158.    
  159.     // 设置index位置的值为element    
  160.     public E set(int index, E element) {    
  161.         RangeCheck(index);    
  162.    
  163.         E oldValue = (E) elementData[index];    
  164.         elementData[index] = element;    
  165.         return oldValue;    
  166.     }    
  167.    
  168.     // 将e添加到ArrayList中    
  169.     public boolean add(E e) {    
  170.         ensureCapacity(size + 1);  // Increments modCount!!    
  171.         elementData[size++] = e;    
  172.         return true;    
  173.     }    
  174.    
  175.     // 将e添加到ArrayList的指定位置    
  176.     public void add(int index, E element) {    
  177.         if (index > size || index < 0)    
  178.             throw new IndexOutOfBoundsException(    
  179.             "Index: "+index+", Size: "+size);    
  180.    
  181.         ensureCapacity(size+1);  // Increments modCount!!    
  182.         System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,    
  183.              size - index);    
  184.         elementData[index] = element;    
  185.         size++;    
  186.     }    
  187.    
  188.     // 删除ArrayList指定位置的元素    
  189.     public E remove(int index) {    
  190.         RangeCheck(index);    
  191.    
  192.         modCount++;    
  193.         E oldValue = (E) elementData[index];    
  194.    
  195.         int numMoved = size - index - 1;    
  196.         if (numMoved > 0)    
  197.             System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,    
  198.                  numMoved);    
  199.         elementData[--size] = null; // Let gc do its work    
  200.    
  201.         return oldValue;    
  202.     }    
  203.    
  204.     // 删除ArrayList的指定元素    
  205.     public boolean remove(Object o) {    
  206.         if (o == null) {    
  207.                 for (int index = 0; index < size; index++)    
  208.             if (elementData[index] == null) {    
  209.                 fastRemove(index);    
  210.                 return true;    
  211.             }    
  212.         } else {    
  213.             for (int index = 0; index < size; index++)    
  214.             if (o.equals(elementData[index])) {    
  215.                 fastRemove(index);    
  216.                 return true;    
  217.             }    
  218.         }    
  219.         return false;    
  220.     }    
  221.    
  222.    
  223.     // 快速删除第index个元素    
  224.     private void fastRemove(int index) {    
  225.         modCount++;    
  226.         int numMoved = size - index - 1;    
  227.         // 从"index+1"开始，用后面的元素替换前面的元素。    
  228.         if (numMoved > 0)    
  229.             System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,    
  230.                              numMoved);    
  231.         // 将最后一个元素设为null    
  232.         elementData[--size] = null; // Let gc do its work    
  233.     }    
  234.    
  235.     // 删除元素    
  236.     public boolean remove(Object o) {    
  237.         if (o == null) {    
  238.             for (int index = 0; index < size; index++)    
  239.             if (elementData[index] == null) {    
  240.                 fastRemove(index);    
  241.             return true;    
  242.             }    
  243.         } else {    
  244.             // 便利ArrayList，找到“元素o”，则删除，并返回true。    
  245.             for (int index = 0; index < size; index++)    
  246.             if (o.equals(elementData[index])) {    
  247.                 fastRemove(index);    
  248.             return true;    
  249.             }    
  250.         }    
  251.         return false;    
  252.     }    
  253.    
  254.     // 清空ArrayList，将全部的元素设为null    
  255.     public void clear() {    
  256.         modCount++;    
  257.    
  258.         for (int i = 0; i < size; i++)    
  259.             elementData[i] = null;    
  260.    
  261.         size = 0;    
  262.     }    
  263.    
  264.     // 将集合c追加到ArrayList中    
  265.     public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {    
  266.         Object[] a = c.toArray();    
  267.         int numNew = a.length;    
  268.         ensureCapacity(size + numNew);  // Increments modCount    
  269.         System.arraycopy(a, 0, elementData, size, numNew);    
  270.         size += numNew;    
  271.         return numNew != 0;    
  272.     }    
  273.    
  274.     // 从index位置开始，将集合c添加到ArrayList    
  275.     public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {    
  276.         if (index > size || index < 0)    
  277.             throw new IndexOutOfBoundsException(    
  278.             "Index: " + index + ", Size: " + size);    
  279.    
  280.         Object[] a = c.toArray();    
  281.         int numNew = a.length;    
  282.         ensureCapacity(size + numNew);  // Increments modCount    
  283.    
  284.         int numMoved = size - index;    
  285.         if (numMoved > 0)    
  286.             System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + numNew,    
  287.                  numMoved);    
  288.    
  289.         System.arraycopy(a, 0, elementData, index, numNew);    
  290.         size += numNew;    
  291.         return numNew != 0;    
  292.     }    
  293.    
  294.     // 删除fromIndex到toIndex之间的全部元素。    
  295.     protected void removeRange(int fromIndex, int toIndex) {    
  296.     modCount++;    
  297.     int numMoved = size - toIndex;    
  298.         System.arraycopy(elementData, toIndex, elementData, fromIndex,    
  299.                          numMoved);    
  300.    
  301.     // Let gc do its work    
  302.     int newSize = size - (toIndex-fromIndex);    
  303.     while (size != newSize)    
  304.         elementData[--size] = null;    
  305.     }    
  306.    
  307.     private void RangeCheck(int index) {    
  308.     if (index >= size)    
  309.         throw new IndexOutOfBoundsException(    
  310.         "Index: "+index+", Size: "+size);    
  311.     }    
  312.    
  313.    
  314.     // 克隆函数    
  315.     public Object clone() {    
  316.         try {    
  317.             ArrayList<E> v = (ArrayList<E>) super.clone();    
  318.             // 将当前ArrayList的全部元素拷贝到v中    
  319.             v.elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);    
  320.             v.modCount = 0;    
  321.             return v;http://www.huiyi8.com/jiaoben/ JQuery特效    
  322.         } catch (CloneNotSupportedException e) {    
  323.             // this shouldn‘t happen, since we are Cloneable    
  324.             throw new InternalError();    
  325.         }    
  326.     }    
  327.    
  328.    
  329.     // java.io.Serializable的写入函数    
  330.     // 将ArrayList的“容量，所有的元素值”都写入到输出流中    
  331.     private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)    
  332.         throws java.io.IOException{    
  333.     // Write out element count, and any hidden stuff    
  334.     int expectedModCount = modCount;    
  335.     s.defaultWriteObject();    
  336.    
  337.         // 写入“数组的容量”    
  338.         s.writeInt(elementData.length);    
  339.    
  340.     // 写入“数组的每一个元素”    
  341.     for (int i=0; i<size; i++)    
  342.             s.writeObject(elementData[i]);    
  343.    
  344.     if (modCount != expectedModCount) {    
  345.             throw new ConcurrentModificationException();    
  346.         }    
  347.    
  348.     }    
  349.    
  350.    
  351.     // java.io.Serializable的读取函数：根据写入方式读出    
  352.     // 先将ArrayList的“容量”读出，然后将“所有的元素值”读出    
  353.     private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)    
  354.         throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {    
  355.         // Read in size, and any hidden stuff    
  356.         s.defaultReadObject();    
  357.    
  358.         // 从输入流中读取ArrayList的“容量”    
  359.         int arrayLength = s.readInt();    
  360.         Object[] a = elementData = new Object[arrayLength];    
  361.    
  362.         // 从输入流中将“所有的元素值”读出    
  363.         for (int i=0; i<size; i++)    
  364.             a[i] = s.readObject();    
  365.     }    
  366. }  

【Java集合源码剖析】ArrayList源码剖析,布布扣,bubuko.com

【Java集合源码剖析】ArrayList源码剖析

上一篇：《Java编程那点事儿》读书笔记（六）


下一篇：【MyEclipse常见错误】-java.lang.NoClassDefFoundError: org/apache/juli/logging/LogFactory的解决