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Java集合汇总源码分解:ArrayList源码分解

2017-12-28 08:00 星期四 所属: JAVA 教程 浏览:614

副标题#e#

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,雷同于C语言中的动态申请内存,动态增长内存。

ArrayList不是线程安详的,只能用在单线程情况下,多线程情况下可以思量用Collections.synchronizedList(List l)函数返回一个线程安详的ArrayList类,也可以利用concurrent并发包下的CopyOnWriteArrayList类。

ArrayList实现了Serializable接口,因此它支持序列化,可以或许通过序列化传输,实现了RandomAccess接口,支持快速随时机见,实际上就是通过下标序号举办快速会见,实现了Cloneable接口,能被克隆。

ArrayList源码分解

ArrayList的源码如下(插手了较量具体的注释):

package java.util;    
       
public class ArrayListextends AbstractListimplements List, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable    
{    
    // 序列版本号    
    private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;    
       
    // ArrayList基于该数组实现,用该数组生存数据   
    private transient Object[] elementData;    
       
    // ArrayList中实际数据的数量    
    private int size;    
       
    // ArrayList带容量巨细的结构函数。    
    public ArrayList(int initialCapacity) {    
        super();    
        if (initialCapacity < 0)    
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+    
                                               initialCapacity);    
        // 新建一个数组    
        this.elementData = new Object[initialCapacity];    
    }    
       
    // ArrayList无参结构函数。默认容量是10。    
    public ArrayList() {    
        this(10);    
    }    
       
    // 建设一个包括collection的ArrayList    
    public ArrayList(Collection c) {    
        elementData = c.toArray();    
        size = elementData.length;    
        if (elementData.getClass() != Object[].class)    
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);    
    }    
       
       
    // 将当前容量值设为实际元素个数    
    public void trimToSize() {    
        modCount++;    
        int oldCapacity = elementData.length;    
        if (size < oldCapacity) {    
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);    
        }    
    }    
       
       
    // 确定ArrarList的容量。    
    // 若ArrayList的容量不敷以容纳当前的全部元素,配置 新的容量=“(原始容量x3)/2 + 1”    
    public void ensureCapacity(int minCapacity) {    
        // 将“修改统计数”+1,该变量主要是用来实现fail-fast机制的    
        modCount++;    
        int oldCapacity = elementData.length;    
        // 若当前容量不敷以容纳当前的元素个数,配置 新的容量=“(原始容量x3)/2 + 1”    
        if (minCapacity > oldCapacity) {    
            Object oldData[] = elementData;    
            int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1;    
            //假如还不足,则直接将minCapacity配置为当前容量  
            if (newCapacity < minCapacity)    
                newCapacity = minCapacity;    
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);    
        }    
    }    
       
    // 添加元素e    
    public boolean add(E e) {    
        // 确定ArrayList的容量巨细    
        ensureCapacity(size + 1);  // Increments modCount!!    
        // 添加e到ArrayList中    
        elementData[size++] = e;    
        return true;    
    }    
       
    // 返回ArrayList的实际巨细    
    public int size() {    
        return size;    
    }    
       
    // ArrayList是否包括Object(o)    
    public boolean contains(Object o) {    
        return indexOf(o) >= 0;    
    }    
       
    //返回ArrayList是否为空    
    public boolean isEmpty() {    
        return size == 0;    
    }    
       
    // 正向查找,返回元素的索引值    
    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;    
        }    
       
        // 反向查找,返回元素的索引值    
        public int lastIndexOf(Object o) {    
        if (o == null) {    
            for (int i = size-1; i >= 0; i--)    
            if (elementData[i]==null)    
                return i;    
        } else {    
            for (int i = size-1; i >= 0; i--)    
            if (o.equals(elementData[i]))    
                return i;    
        }    
        return -1;    
    }    
       
    // 反向查找(从数组末端向开始查找),返回元素(o)的索引值    
    public int lastIndexOf(Object o) {    
        if (o == null) {    
            for (int i = size-1; i >= 0; i--)    
            if (elementData[i]==null)    
                return i;    
        } else {    
            for (int i = size-1; i >= 0; i--)    
            if (o.equals(elementData[i]))    
                return i;    
        }    
        return -1;    
    }    
         
       
    // 返回ArrayList的Object数组    
    public Object[] toArray() {    
        return Arrays.copyOf(elementData, size);    
    }    
       
    // 返回ArrayList元素构成的数组  
    publicT[] toArray(T[] a) {    
        // 若数组a的巨细 < ArrayList的元素个数;    
        // 则新建一个T[]数组,数组巨细是“ArrayList的元素个数”,并将“ArrayList”全部拷贝到新数组中    
        if (a.length < size)    
            return (T[]) Arrays.copyOf(elementData, size, a.getClass());    
       
        // 若数组a的巨细 >= ArrayList的元素个数;    
        // 则将ArrayList的全部元素都拷贝到数组a中。    
        System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, size);    
        if (a.length > size)    
            a[size] = null;    
        return a;    
    }    
       
    // 获取index位置的元素值    
    public E get(int index) {    
        RangeCheck(index);    
       
        return (E) elementData[index];    
    }    
       
    // 配置index位置的值为element    
    public E set(int index, E element) {    
        RangeCheck(index);    
       
        E oldValue = (E) elementData[index];    
        elementData[index] = element;    
        return oldValue;    
    }    
       
    // 将e添加到ArrayList中    
    public boolean add(E e) {    
        ensureCapacity(size + 1);  // Increments modCount!!    
        elementData[size++] = e;    
        return true;    
    }    
       
    // 将e添加到ArrayList的指定位置    
    public void add(int index, E element) {    
        if (index > size || index < 0)    
            throw new IndexOutOfBoundsException(    
            "Index: "+index+", Size: "+size);    
       
        ensureCapacity(size+1);  // Increments modCount!!    
        System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,    
             size - index);    
        elementData[index] = element;    
        size++;    
    }    
       
    // 删除ArrayList指定位置的元素
//本栏目
		#p#副标题#e#关于ArrayList的源码,给出几点较量重要的总结:#p#分页标题#e#1、留意其三个差异的结构要领。无参结构要领结构的ArrayList的容量默认为10,带有Collection参数的结构要领,将Collection转化为数组赋给ArrayList的实现数组elementData。2、留意扩充容量的要领ensureCapacity。ArrayList在每次增加元素(大概是1个,也大概是一组)时,都要挪用该要领来确保足够的容量。当容量不敷以容纳当前的元素个数时,就配置新的容量为旧的容量的1.5倍加1,假如配置后的新容量还不足,则直接新容量配置为传入的参数(也就是所需的容量),尔后用Arrays.copyof()要领将元素拷贝到新的数组(详见下面的第3点)。从中可以看出,当容量不足时,每次增加元素,都要将本来的元素拷贝到一个新的数组中,很是之耗时,也因此发起在事先能确定元素数量的环境下,才利用ArrayList,不然发起利用LinkedList。3、ArrayList的实现中大量地挪用了Arrays.copyof()和System.arraycopy()要领。我们有须要对这两个要领的实现做下深入的相识。首先来看Arrays.copyof()要领。它有许多个重载的要领,但实现思路都是一样的,我们来看泛型版本的源码:public staticT[] copyOf(T[] original, int newLength) {  
    return (T[]) copyOf(original, newLength, original.getClass());  
}很明明挪用了另一个copyof要领,该要领有三个参数,最后一个参数指明要转换的数据的范例,其源码如下:public staticT[] copyOf(U[] original, int newLength, Class newType) {  
    T[] copy = ((Object)newType == (Object)Object[].class)  
        ? (T[]) new Object[newLength]  
        : (T[]) Array.newInstance(newType.getComponentType(), newLength);  
    System.arraycopy(original, 0, copy, 0,  
                     Math.min(original.length, newLength));  
    return copy;  
}这里可以很明明地看出,该要领实际上是在其内部又建设了一个长度为newlength的数组,挪用System.arraycopy()要领,将本来数组中的元素复制到了新的数组中。下面来看System.arraycopy()要领。该要领被标志了native,挪用了系统的C/C++代码,在JDK中是看不到的,但在openJDK中可以看到其源码。该函数实际上最终挪用了C语言的memmove()函数,因此它可以担保同一个数组内元素的正确复制和移动,比一般的复制要领的实现效率要高许多,很适适用来批量处理惩罚数组。Java强烈推荐在复制大量数组元素时用该要领,以取得更高的效率。4、留意ArrayList的两个转化为静态数组的toArray要领。本栏目
#p#分页标题#e#第一个,Object[] toArray()要领。该要领有大概会抛出java.lang.ClassCastException异常,假如直接用向下转型的要领,将整个ArrayList荟萃转变为指定范例的Array数组,便会抛出该异常,而假如转化为Array数组时不向下转型,而是将每个元素向下转型,则不会抛出该异常,显然对数组中的元素一个个举办向下转型,效率不高,且不太利便。第二个,T[] toArray(T[] a)要领。该要领可以直接将ArrayList转换获得的Array举办整体向下转型(转型其实是在该要领的源码中实现的),且从该要领的源码中可以看出,参数a的巨细不敷时,内部会挪用Arrays.copyOf要领,该要领内部建设一个新的数组返回,因此对该要领的常用形式如下:public static Integer[] vectorToArray2(ArrayListv) {    
    Integer[] newText = (Integer[])v.toArray(new Integer[0]);    
    return newText;    
}5、ArrayList基于数组实现,可以通过下标索引直接查找到指定位置的元素,因此查找效率高,但每次插入或删除元素,就要大量地移动元素,插入删除元素的效率低。6、在查找给定元素索引值等的要领中,源码都将该元素的值分为null和不为null两种环境处理惩罚,ArrayList中答允元素为null。
 

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