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ArrayList源码分析

myeveryheart / 2937人阅读

摘要:源码分析类的实现接口及继承父类和和都实现了接口。这个接口的作用是实现它能够支持快速随机访问。在取出值的时候利用范型转为声明的类型。如果等于则初始化为空如果小于则抛出异常。并且设置为传入的大小。常用方法解析的元素数方法很简单直接返回值的大小。

ArrayList源码分析 类的实现接口及继承父类
 public class ArrayList extends AbstractList. implements List, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable

AbstractList 和 List

ArrayList 和AbstractList 都实现了List接口。
并且AbstractList是ArrayList的父类。

RandomAccess

RandomAccess接口里没有方法需要实现。这是一个很特别的空接口。这个接口的作用是:

List实现它能够支持快速随机访问。主要能提高随机访问的性能。
 for (int i=0, n=list.size(); i < n; i++)
    list.get(i);
比下面这种快。
for (Iterator i=list.iterator();i.hasNext(); )
    i.next();
Cloneable

此接口也是一个空接口,实现次接口,需要重写object对象的clone()方法,并且方法是访问权限是public的。

clone()是值拷贝,即为浅拷贝。

测试是否为浅拷贝:

拷贝对象:

package xuelongjiang.ArrayListCloneTest;

/**
 * @author xuelongjiang
 */
public class User {

private String name ;

private Integer sex;

public User() {
}

public User(String name, Integer sex) {
    this.name = name;
    this.sex = sex;
}

public String getName() {
    return name;
}

public void setName(String name) {
    this.name = name;
}

public Integer getSex() {
    return sex;
}

public void setSex(Integer sex) {
    this.sex = sex;
}


@Override
public String toString() {
    return "User{" +
            "name="" + name + """ +
            ", sex=" + sex +
                    "//
" +
            getClass().getName() + "@" + Integer.toHexString(hashCode())+
            "}";
}

}

测试类:

package xuelongjiang.ArrayListCloneTest;


import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 *
 * 结论: clone 是浅拷贝 值相同,对象的引用相同
 * @author xuelongjiang
 */
public class CloneObject {


public static void main(String[] args) {


    ArrayList userList = new ArrayList<>();
    userList.add(new User("xue",1));
    userList.add(new User("lisi",2));

    System.out.println("------------原始值-------------");
    for(User user : userList){
        System.out.println(user);
    }


    List cloneList  = (List) userList.clone();
    System.out.println("------------拷贝值-------------");
    for(User user : cloneList){
        System.out.println(user);
    }


}

}

输出:

------------原始值-------------
User{name="xue", sex=1//
xuelongjiang.ArrayListCloneTest.User@2d98a335}
User{name="lisi", sex=2//
xuelongjiang.ArrayListCloneTest.User@16b98e56}
------------拷贝值-------------
User{name="xue", sex=1//
xuelongjiang.ArrayListCloneTest.User@2d98a335}
User{name="lisi", sex=2//
xuelongjiang.ArrayListCloneTest.User@16b98e56}
实现ArrayList的容器

ArrayList的底层实现为数组。

 transient Object[] elementData; 

从上面我们可以看出数组为obejct。在取出值的时候利用范型转为声明的类型。

构造方法

ArrayList 有三个构造方法

第一种构造方法:
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}

如果使用无参的构造方法,则初始化的数组为空(注意不为null)。

第二种构造方法
public ArrayList(int initialCapacity) {
if (initialCapacity > 0) {
    this.elementData = new Object[initialCapacity];
} else if (initialCapacity == 0) {
    this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
} else {
    throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                       initialCapacity);
}
}

如果初始化的容器值大于0,则初始化为这个值。如果等于0 则初始化为空

 private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};

如果小于0则抛出异常。

第三种构造方法:
    public ArrayList(Collection c) {
elementData = c.toArray();
if ((size = elementData.length) != 0) {
    // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
    if (elementData.getClass() != Object[].class)
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
} else {
    // replace with empty array.
    this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
}
}

由于ArrayList的底层实现是Object[] 需要把Collection转为Object[]。并且设置size为传入的Collection大小。

常用方法解析 size() list的元素数

size方法很简单直接返回size值的大小。

private int size;

public int size() {
    return size;
}
add()

在add方法中会对elemenrData进行扩容,如果不需要扩容或者扩容完成了,就把需要添加的元素放入elementData中,并且size自增。

public boolean add(E e) {
      ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}

在ensureCapacityInternal中如果容器为空,比较需要扩容的大小和DEFAULT_CAPACITY(= 10)
如果大于DEFAULT_CAPACITY,则使用本次传入的否则设置容量为DEFAULT_CAPACITY。

private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
    minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}

ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}

ensureExplicitCapacity方法:

private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;

// overflow-conscious code
if (minCapacity - elementData.length > 0)
    grow(minCapacity);
}

如果本次需要的扩容大于elementData的长度,则调用grow方法扩容。

private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;//1
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);//2
if (newCapacity - minCapacity < 0)
    newCapacity = minCapacity;//3
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
    newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);//4
// minCapacity is usually close to size, so this is a win:
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);//5
}

获取当前容器的大小

计算新的扩容大小:扩容1.5倍

如果默认扩容小于本次需要扩容的大小,则设置为本次需要的扩容大小,否则设为默认扩容

private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;

     public static final int   MAX_VALUE = 0x7fffffff;//2的31次方,大于20多亿

如果本次需要的扩容大于MAX_ARRAY_SIZE,则容器设置为Integer.MAX_VALUE,如果等于MAX_ARRAY_SIZE则设为MAX_ARRAY_SIZE。

拷贝生成扩容后的容器

remove()
    public E remove(int index) {
    rangeCheck(index);//1
       modCount++;
       E oldValue = elementData(index);//2

            int numMoved = size - index - 1;//3
        if (numMoved > 0)
    System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                     numMoved);//4
    elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
    return oldValue;
    }    

移除元素后,需要把它之后的虽有元素向前移动1位。

检查索引是否超出范围

返回被移除的元素

需要向前移动的元素数

移动元素:拷贝

contains() 是否包含某元素
public boolean contains(Object o) {
return indexOf(o) >= 0;
}

public int indexOf(Object o) {
if (o == null) {
    for (int i = 0; i < size; i++)
        if (elementData[i]==null)
            return i;
} else {
    for (int i = 0; i < size; i++)
        if (o.equals(elementData[i]))
            return i;
}
return -1;
}

循环容器判断每一个元素是否和目标值相等。
**注意:如果是对象的话这里比较的对象的引用,在开发中很多时候我们要比较的实体,实体映射的是数据库里的一条记录,比较的其实是主键是否相等,所以如果
是这种情况需要重写equal方法及hashCode方法**

clear()
public void clear() {
modCount++;

// clear to let GC do its work
for (int i = 0; i < size; i++)
    elementData[i] = null;

size = 0;
}

把容器中的每个元素的值设为null,之后垃圾回收机制会收回被使用的内存。

迭代器

java5之后,集合框架可以使用迭代器,并且提供了foreach语法糖。

public Iterator iterator() {
return new Itr();
}

public E next()
public boolean hasNext()

迭代器模式:https://blog.csdn.net/u013565...

开发中的易犯错误

https://blog.csdn.net/u013565...

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