ArrayList的实现原理--转
1. ArrayList概述:
ArrayList是List接口的可变数组的实现。实现了所有可选列表操作,并允许包括 null 在内的所有元素。除了实现 List 接口外,此类还提供一些方法来操作内部用来存储列表的数组的大小。
每个ArrayList实例都有一个容量,该容量是指用来存储列表元素的数组的大小。它总是至少等于列表的大小。随着向ArrayList中不断添加元素,其容量也自动增长。自动增长会带来数据向新数组的重新拷贝,因此,如果可预知数据量的多少,可在构造ArrayList时指定其容量。在添加大量元素前,应用程序也可以使用ensureCapacity操作来增加ArrayList实例的容量,这可以减少递增式再分配的数量。
注意,此实现不是同步的。如果多个线程同时访问一个ArrayList实例,而其中至少一个线程从结构上修改了列表,那么它必须保持外部同步。
2. ArrayList的实现:
对于ArrayList而言,它实现List接口、底层使用数组保存所有元素。其操作基本上是对数组的操作。下面我们来分析ArrayList的源代码:
1) 底层使用数组实现:
![](http://zhangshixi.iteye.com/images/icon_star.png)
- private transient Object[] elementData;
2) 构造方法:
ArrayList提供了三种方式的构造器,可以构造一个默认初始容量为10的空列表、构造一个指定初始容量的空列表以及构造一个包含指定collection的元素的列表,这些元素按照该collection的迭代器返回它们的顺序排列的。
![](http://zhangshixi.iteye.com/images/icon_star.png)
- public ArrayList() {
- this(10);
- }
- public ArrayList(int initialCapacity) {
- super();
- if (initialCapacity < 0)
- throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+ initialCapacity);
- this.elementData = new Object[initialCapacity];
- }
- public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
- elementData = c.toArray();
- size = elementData.length;
- // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
- if (elementData.getClass() != Object[].class)
- elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
- }
3) 存储:
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)这些添加元素的方法。下面我们一一讲解:
![](http://zhangshixi.iteye.com/images/icon_star.png)
- // 用指定的元素替代此列表中指定位置上的元素,并返回以前位于该位置上的元素。
- public E set(int index, E element) {
- RangeCheck(index);
- E oldValue = (E) elementData[index];
- elementData[index] = element;
- return oldValue;
- }
![](http://zhangshixi.iteye.com/images/icon_star.png)
- // 将指定的元素添加到此列表的尾部。
- public boolean add(E e) {
- ensureCapacity(size + 1);
- elementData[size++] = e;
- return true;
- }
![](http://zhangshixi.iteye.com/images/icon_star.png)
- // 将指定的元素插入此列表中的指定位置。
- // 如果当前位置有元素,则向右移动当前位于该位置的元素以及所有后续元素(将其索引加1)。
- public void add(int index, E element) {
- if (index > size || index < 0)
- throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+", Size: "+size);
- // 如果数组长度不足,将进行扩容。
- ensureCapacity(size+1); // Increments modCount!!
- // 将 elementData中从Index位置开始、长度为size-index的元素,
- // 拷贝到从下标为index+1位置开始的新的elementData数组中。
- // 即将当前位于该位置的元素以及所有后续元素右移一个位置。
- System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, size - index);
- elementData[index] = element;
- size++;
- }
![](http://zhangshixi.iteye.com/images/icon_star.png)
- // 按照指定collection的迭代器所返回的元素顺序,将该collection中的所有元素添加到此列表的尾部。
- public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
- Object[] a = c.toArray();
- int numNew = a.length;
- ensureCapacity(size + numNew); // Increments modCount
- System.arraycopy(a, 0, elementData, size, numNew);
- size += numNew;
- return numNew != 0;
- }
![](http://zhangshixi.iteye.com/images/icon_star.png)
- // 从指定的位置开始,将指定collection中的所有元素插入到此列表中。
- public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
- if (index > size || index < 0)
- throw new IndexOutOfBoundsException(
- "Index: " + index + ", Size: " + size);
- Object[] a = c.toArray();
- int numNew = a.length;
- ensureCapacity(size + numNew); // Increments modCount
- int numMoved = size - index;
- if (numMoved > 0)
- System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + numNew, numMoved);
- System.arraycopy(a, 0, elementData, index, numNew);
- size += numNew;
- return numNew != 0;
- }
4) 读取:
![](http://zhangshixi.iteye.com/images/icon_star.png)
- // 返回此列表中指定位置上的元素。
- public E get(int index) {
- RangeCheck(index);
- return (E) elementData[index];
- }
5) 删除:
ArrayList提供了根据下标或者指定对象两种方式的删除功能。如下:
![](http://zhangshixi.iteye.com/images/icon_star.png)
- // 移除此列表中指定位置上的元素。
- public E remove(int index) {
- RangeCheck(index);
- modCount++;
- E oldValue = (E) elementData[index];
- int numMoved = size - index - 1;
- if (numMoved > 0)
- System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index, numMoved);
- elementData[--size] = null; // Let gc do its work
- return oldValue;
- }
![](http://zhangshixi.iteye.com/images/icon_star.png)
- // 移除此列表中首次出现的指定元素(如果存在)。这是应为ArrayList中允许存放重复的元素。
- public boolean remove(Object o) {
- // 由于ArrayList中允许存放null,因此下面通过两种情况来分别处理。
- if (o == null) {
- for (int index = 0; index < size; index++)
- if (elementData[index] == null) {
- // 类似remove(int index),移除列表中指定位置上的元素。
- fastRemove(index);
- return true;
- }
- } else {
- for (int index = 0; index < size; index++)
- if (o.equals(elementData[index])) {
- fastRemove(index);
- return true;
- }
- }
- return false;
- }
注意:从数组中移除元素的操作,也会导致被移除的元素以后的所有元素的向左移动一个位置。
6) 调整数组容量:
从上面介绍的向ArrayList中存储元素的代码中,我们看到,每当向数组中添加元素时,都要去检查添加后元素的个数是否会超出当前数组的长度,如果超出,数组将会进行扩容,以满足添加数据的需求。数组扩容通过一个公开的方法ensureCapacity(int minCapacity)来实现。在实际添加大量元素前,我也可以使用ensureCapacity来手动增加ArrayList实例的容量,以减少递增式再分配的数量。
![](http://zhangshixi.iteye.com/images/icon_star.png)
- public void ensureCapacity(int minCapacity) {
- modCount++;
- int oldCapacity = elementData.length;
- if (minCapacity > oldCapacity) {
- Object oldData[] = elementData;
- int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1;
- if (newCapacity < minCapacity)
- newCapacity = minCapacity;
- // minCapacity is usually close to size, so this is a win:
- elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
- }
- }
从上述代码中可以看出,数组进行扩容时,会将老数组中的元素重新拷贝一份到新的数组中,每次数组容量的增长大约是其原容量的1.5倍。这种操作的代价是很高的,因此在实际使用时,我们应该尽量避免数组容量的扩张。当我们可预知要保存的元素的多少时,要在构造ArrayList实例时,就指定其容量,以避免数组扩容的发生。或者根据实际需求,通过调用ensureCapacity方法来手动增加ArrayList实例的容量。
ArrayList还给我们提供了将底层数组的容量调整为当前列表保存的实际元素的大小的功能。它可以通过trimToSize方法来实现。代码如下:
![](http://zhangshixi.iteye.com/images/icon_star.png)
- public void trimToSize() {
- modCount++;
- int oldCapacity = elementData.length;
- if (size < oldCapacity) {
- elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);
- }
- }
7) Fail-Fast机制:
ArrayList也采用了快速失败的机制,通过记录modCount参数来实现。在面对并发的修改时,迭代器很快就会完全失败,而不是冒着在将来某个不确定时间发生任意不确定行为的风险。具体介绍请参考我之前的文章深入Java集合学习系列:HashMap的实现原理 中的Fail-Fast机制。
8) 关于其他 的一些方法的实现都很简单易懂,读者可参照API文档和源代码,一看便知,这里就不再多说。
3. 相关阅读:
本系列的文章之前还整理了以下几篇,有兴趣的可以参考,望与大家分享心得,共同进步:
1) 深入Java集合学习系列:HashMap的实现原理 。
2) 深入Java集合学习系列:LinkedHashMap的实现原理 。
3) 深入Java集合学习系列:HashSet的实现原理 。
4) 深入Java集合学习系列:LinkedHashSet的实现原理 。
原文:http://zhangshixi.iteye.com/blog/674856
转载于:https://www.cnblogs.com/davidwang456/p/3737242.html
ArrayList的实现原理--转相关推荐
- 深入Java集合学习系列:ArrayList的实现原理
参考文献 深入Java集合学习系列:ArrayList的实现原理 本文转自xwdreamer博客园博客,原文链接:http://www.cnblogs.com/xwdreamer/archive/20 ...
- Java ArrayList的实现原理详解
ArrayList是Java List类型的集合类中最常使用的,本文基于Java1.8,对于ArrayList的实现原理做一下详细讲解. (Java1.8源码:http://docs.oracle.c ...
- Java之List系列--ArrayList扩容的原理
原文网址:Java之List系列--ArrayList扩容的原理_IT利刃出鞘的博客-CSDN博客 简介 说明 本文介绍Java的ArrayList是如何进行扩容的.即:扩容的机制. 重要大小 类 初 ...
- Java8的集合:ArrayList的实现原理
一.概述 ArrayList 是一个动态数组,实现了 List 接口以及 list相关的所有方法,它允许所有元素的插入,包括 null.另外,ArrayList 和 Vector 除了线程不同步之外, ...
- ArrayList的实现原理
ArrayList概述: ArrayList是List接口的可变数组的实现.实现了所有可选列表操作,并允许包括 null 在内的所有元素.除了实现List接口外,此类还提供一些方法来操作内部用来存储列 ...
- ava集合---ArrayList的实现原理
一.ArrayList概述 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 ...
- ArrayList的实现原理以及实现线程安全
一. ArrayList概述: 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 ...
- java list原理_Java集合:ArrayList的实现原理
目录: 一. ArrayList概述: 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 ...
- ArrayList 的实现原理
ArrayList 是List接口的可变数组的实现.实现了所有可选列表的操作,并包括null值在内的所有元素.此类还提供了一些方法来操作内部用来存储列表的数组大小. ArrayList 的是实现: ...
最新文章
- 西南科技大学智能车竞赛 线上比赛
- unittest ResourceWarning: unclosed socket.socket fd=864, family=AddressFamily.AF_INET... 解决办法...
- 【数据结构】C++单链表实现多项式加法(直接输入多项式)
- 部编版是什么版本_部编版是人教版吗
- net 架构师-数据库-sql server-002-工具
- LVDS屏的俩种接口:JEIDAVESA
- cropper左右移动_cropper.js移动端使用
- python 极坐标图_Python中的极坐标图问题,未考虑角度
- 青海省海西蒙古族藏族自治州谷歌高清卫星地图下载
- javascript综合
- linux 卸载lxde,UBUNTU最小化搭建LXDE桌面环境
- 解决iText 5.0.1生成pdf,加入iTextAsian.jar 出现异常 Font 'STSong-Light' with 'UniGB-UCS2-H'...
- Emmagee—开源Android性能测试工具
- Robot Framework(三):RIDE工具简介
- 教您用CSS的鼠标手势实现任意标签鼠标划过变成小手
- 解决:Consider renaming one of the beans or enabling overriding by setting spring.main.allow-bean-defin
- vs2019生成dll,并调用
- ORB_SLAM2源码阅读(三)相机定位
- 我是谁,读《薇娅:人生是用来改变的》有感
- 攻防世界 真是阳间题
热门文章
- c语言产生cl.exe错误,vc++6.0执行cl.exe时出错
- r语言t检验输出检验统计量_数据统计的理解和运用(四)列联表之卡方检验
- halcon旋转后坐标_基于FPGA的图像旋转设计
- python坐标系转换函数_Numpy-坐标系之间的转换
- mongodb更新数据,查找相同的id,有重复的,就更新。
- 专用码计算机英语怎么说,计算机专用英语词汇整理
- java清空redis缓存数据库_java相关:Spring Cache手动清理Redis缓存
- 计算机成绩统计优秀率,基于决策树算法的成绩优秀率分析与研究.pdf
- cmake之 ADD_LIBRARY()
- 情怀java手机网游_经典端游移植手游 “情怀”赋予老IP全新活力