面试常问问题: 剖析ArrayList源码还不会? 看这篇就够啦 !
点击上方“java大数据修炼之道”,选择“置顶公众号”
关键时刻,第一时间送达!
每晚9点,我们不见不散
每日英文 take control of your own desting. 命运掌握在自己手上。作者:csdn来源:http://blog.csdn.net/ns_code/article/details/35568011
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):
package java.util; public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
{ // 序列版本号 private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L; // ArrayList基于该数组实现,用该数组保存数据 private transient Object[] elementData; // ArrayList中实际数据的数量 private int size; // ArrayList带容量大小的构造函数。 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无参构造函数。默认容量是10。 public ArrayList() { this(10); } // 创建一个包含collection的ArrayList public ArrayList(Collection<? extends E> 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的容量不足以容纳当前的全部元素,设置 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; // 若当前容量不足以容纳当前的元素个数,设置 新的容量=“(原始容量x3)/2 + 1” if (minCapacity > oldCapacity) { Object oldData[] = elementData; int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1; //如果还不够,则直接将minCapacity设置为当前容量 if (newCapacity < minCapacity) newCapacity = minCapacity; elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); } } // 添加元素e public boolean add(E e) { // 确定ArrayList的容量大小 ensureCapacity(size + 1); // Increments modCount!! // 添加e到ArrayList中 elementData[size++] = e; return true; } // 返回ArrayList的实际大小 public int size() { return size; } // ArrayList是否包含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(从数组末尾向开始查找),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元素组成的数组 public <T> T[] toArray(T[] a) { // 若数组a的大小 < ArrayList的元素个数; // 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 if (a.length < size) return (T[]) Arrays.copyOf(elementData, size, a.getClass()); // 若数组a的大小 >= 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]; } // 设置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 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; } // 删除ArrayList的指定元素 public boolean remove(Object o) { if (o == null) { for (int index = 0; index < size; index++) if (elementData[index] == null) { fastRemove(index); return true; } } else { for (int index = 0; index < size; index++) if (o.equals(elementData[index])) { fastRemove(index); return true; } } return false; } // 快速删除第index个元素 private void fastRemove(int index) { modCount++; int numMoved = size - index - 1; // 从"index+1"开始,用后面的元素替换前面的元素。 if (numMoved > 0) System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index, numMoved); // 将最后一个元素设为null elementData[--size] = null; // Let gc do its work } // 删除元素 public boolean remove(Object o) { if (o == null) { for (int index = 0; index < size; index++) if (elementData[index] == null) { fastRemove(index); return true; } } else { // 便利ArrayList,找到“元素o”,则删除,并返回true。 for (int index = 0; index < size; index++) if (o.equals(elementData[index])) { fastRemove(index); return true; } } return false; } // 清空ArrayList,将全部的元素设为null public void clear() { modCount++; for (int i = 0; i < size; i++) elementData[i] = null; size = 0; } // 将集合c追加到ArrayList中 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; } // 从index位置开始,将集合c添加到ArrayList 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; } // 删除fromIndex到toIndex之间的全部元素。 protected void removeRange(int fromIndex, int toIndex) { modCount++; int numMoved = size - toIndex; System.arraycopy(elementData, toIndex, elementData, fromIndex, numMoved); // Let gc do its work int newSize = size - (toIndex-fromIndex); while (size != newSize) elementData[--size] = null; } private void RangeCheck(int index) { if (index >= size) throw new IndexOutOfBoundsException( "Index: "+index+", Size: "+size); } // 克隆函数 public Object clone() { try { ArrayList<E> v = (ArrayList<E>) super.clone(); // 将当前ArrayList的全部元素拷贝到v中 v.elementData = Arrays.copyOf(elementData, size); v.modCount = 0; return v; } catch (CloneNotSupportedException e) { // this shouldn't happen, since we are Cloneable throw new InternalError(); } } // java.io.Serializable的写入函数 // 将ArrayList的“容量,所有的元素值”都写入到输出流中 private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s) throws java.io.IOException{ // Write out element count, and any hidden stuff int expectedModCount = modCount; s.defaultWriteObject(); // 写入“数组的容量” s.writeInt(elementData.length); // 写入“数组的每一个元素” for (int i=0; i<size; i++) s.writeObject(elementData[i]); if (modCount != expectedModCount) { throw new ConcurrentModificationException(); } } // java.io.Serializable的读取函数:根据写入方式读出 // 先将ArrayList的“容量”读出,然后将“所有的元素值”读出 private void readObject(java.io.ObjectInputStream s) throws java.io.IOException, ClassNotFoundException { // Read in size, and any hidden stuff s.defaultReadObject(); // 从输入流中读取ArrayList的“容量” int arrayLength = s.readInt(); Object[] a = elementData = new Object[arrayLength]; // 从输入流中将“所有的元素值”读出 for (int i=0; i<size; i++) a[i] = s.readObject(); }
}
几点总结
关于ArrayList的源码,给出几点比较重要的总结:
1、注意其三个不同的构造方法。无参构造方法构造的ArrayList的容量默认为10,带有Collection参数的构造方法,将Collection转化为数组赋给ArrayList的实现数组elementData。
2、注意扩充容量的方法ensureCapacity。ArrayList在每次增加元素(可能是1个,也可能是一组)时,都要调用该方法来确保足够的容量。当容量不足以容纳当前的元素个数时,就设置新的容量为旧的容量的1.5倍加1,如果设置后的新容量还不够,则直接新容量设置为传入的参数(也就是所需的容量),而后用Arrays.copyof()方法将元素拷贝到新的数组(详见下面的第3点)。从中可以看出,当容量不够时,每次增加元素,都要将原来的元素拷贝到一个新的数组中,非常之耗时,也因此建议在事先能确定元素数量的情况下,才使用ArrayList,否则建议使用LinkedList。
3、ArrayList的实现中大量地调用了Arrays.copyof()和System.arraycopy()方法。我们有必要对这两个方法的实现做下深入的了解。
首先来看Arrays.copyof()方法。它有很多个重载的方法,但实现思路都是一样的,我们来看泛型版本的源码:
public static <T> T[] copyOf(T[] original, int newLength) { return (T[]) copyOf(original, newLength, original.getClass());
}
很明显调用了另一个copyof方法,该方法有三个参数,最后一个参数指明要转换的数据的类型,其源码如下:
public static <T,U> T[] copyOf(U[] original, int newLength, Class<? extends T[]> 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;
}
这里可以很明显地看出,该方法实际上是在其内部又创建了一个长度为newlength的数组,调用System.arraycopy()方法,将原来数组中的元素复制到了新的数组中。
下面来看System.arraycopy()方法。该方法被标记了native,调用了系统的C/C++代码,在JDK中是看不到的,但在openJDK中可以看到其源码。该函数实际上最终调用了C语言的memmove()函数,因此它可以保证同一个数组内元素的正确复制和移动,比一般的复制方法的实现效率要高很多,很适合用来批量处理数组。Java强烈推荐在复制大量数组元素时用该方法,以取得更高的效率。
4、注意ArrayList的两个转化为静态数组的toArray方法。
第一个,Object[] toArray()方法。该方法有可能会抛出java.lang.ClassCastException异常,如果直接用向下转型的方法,将整个ArrayList集合转变为指定类型的Array数组,便会抛出该异常,而如果转化为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进行向下转型,效率不高,且不太方便。
第二个,<T> T[] toArray(T[] a)方法。该方法可以直接将ArrayList转换得到的Array进行整体向下转型(转型其实是在该方法的源码中实现的),且从该方法的源码中可以看出,参数a的大小不足时,内部会调用Arrays.copyOf方法,该方法内部创建一个新的数组返回,因此对该方法的常用形式如下:
public static Integer[] vectorToArray2(ArrayList<Integer> v) { 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方法中,源码都将该元素的值分为null和不为null两种情况处理,ArrayList中允许元素为null。
资源下载
关注公众号:java大数据修炼之道(Java_Bigdata_Studys)回复关键字获取 『左边是回复关键字, 右边是对应资源』
java学习 , java全套学习视频资源
项目,2019java项目20套+完整版java学习资源
SpringBoot,《springboot 入门到精通视频资源全套》
大数据就业班 ,大数据就业班
python ,python全栈
dubboH ,Dubbo 入门到精通架构高级课程
设计模式 ,史上最易懂的设计模式视频 -- 马士兵系列
数据库资源 , mysql、oracle入门到精通全套视频教程
推荐阅读:
往期经典文章回顾
推荐学习路线:
1、Java学习求职路线(资料、视频、源码、项目实战)
2 、java项目20套 +完整版java学习视频
推荐面试技巧:
1、面试时被质疑学历、年龄怎么办?
2、如何应对面试官问你职业规划问题
3、面试的时候问:你的期望薪资多少?怎么谈?
4、面试官问,你有什么问题需要问我的吗?
5、给培训出来的Java程序员的一点建议,教你如何找工作
推荐阅读:
java日志性能那些事 ★★★★
学习Java需吃透这些基本概念 ★★★★
SpringBoot入门到高级视频资源全套 ★★★★
java学习路线全攻略(资料、视频、源码、项目实战)★★★★★
有人用微信聊天,有人却在微信中学习,成长。
关注方式
★长按二维码,选择“识别图中二维码”进行关注。
目前100000+人已关注加入我们
喜欢就点个“在看”吧!
面试常问问题: 剖析ArrayList源码还不会? 看这篇就够啦 !相关推荐
- 还不看看嘛!互联网技术面试常问问题汇总及回答技巧总结,听说看过的都面试上大厂了~(doge)
这几天回顾了一下自己发布的文章,除了修改一些排版和内容上的错误.还发现了一个bug--我发布的基本上都是一些面试题.大家看了之后,虽然对题型会有了解,但是如何回答却没有一个参考的技巧.于是,就有了这篇 ...
- 原来 Element 的组件源码还能这么看
前言 作为一位有追求(但学不动)的前端开发者,我们肯定都曾想通过看组件库的源码(本章以 Element 为例)来拔高自己的水平,也肯定都尝试过,只是最终不了了之罢了.就像我也是这样的?,到现在也只看了 ...
- 【技术三千问】之《玩转ART-Pi》,看这篇就够了!干货汇总
关于ART-Pi的常见问题解答: 1.ART-Pi 在 Studio 中使用TouchGFX Library 编译报错怎么解决? https://club.rt-thread.org/ask/ques ...
- 量化免费行情源最强对比分析--看这篇就够了
序言 很多想做量化的用户一直苦于没有稳定的行情源,我也是一个,但是其实市面上有很多免费好用的行情源,在这边给大家推荐几个我用过的,给大家做个参考 先做一下对比: INSIGHT Tushare 聚宽 ...
- 增加数组下标_数组以及ArrayList源码解析
点击上方"码之初"关注,···选择"设为星标" 与精品技术文章不期而遇 前言 前一篇我们对数据结构有了个整体的概念上的了解,没看过的小伙伴们可以看我的上篇文章: ...
- java function获取参数_「Java容器」ArrayList源码,大厂面试必问
ArrayList简介 ArrayList核心源码 ArrayList源码分析 System.arraycopy()和Arrays.copyOf()方法 两者联系与区别 ArrayList核心扩容技术 ...
- 面试官系统精讲Java源码及大厂真题 - 07 List 源码会问哪些面试题
07 List 源码会问哪些面试题 勤学如春起之苗,不见其增,日有所长. --陶潜 引导语 List 作为工作中最常见的集合类型,在面试过程中,也是经常会被问到各种各样的面试题,一般来说,只要你看过源 ...
- 面试官系统精讲Java源码及大厂真题 - 05 ArrayList 源码解析和设计思路
05 ArrayList 源码解析和设计思路 耐心和恒心总会得到报酬的. --爱因斯坦 引导语 ArrayList 我们几乎每天都会使用到,但真正面试的时候,发现还是有不少人对源码细节说不清楚,给面试 ...
- 面试官系统精讲Java源码及大厂真题 - 34 只求问倒:连环相扣系列锁面试题
34 只求问倒:连环相扣系列锁面试题 自信和希望是青年的特权. 引导语 面试中,问锁主要是两方面:锁的日常使用场景 + 锁原理,锁的日常使用场景主要考察对锁 API 的使用熟练度,看看你是否真的使用过 ...
最新文章
- Can‘t connect to local MySQL server through socket ‘/home/mysql/mysql-5.6.33/mysql.sock
- hdu4908 中位数子串
- 换种方法学操作系统,轻松入门Linux内核
- oracle获取登录名,oracle如何获取当前登录的用户名
- 筛选样本_早产预测准确性创新高!3种样本PK,首次利用脂质组学筛选出生物标志物...
- SQL注入学习part01:(结合sqli-libs学习:1-10关)
- 1.1.2 Greedy Gift Givers 贪婪的送礼者
- java socket网络编程
- 高大上必备!D3.js对产品的贡献度剖析
- 决策树结果可视化中文乱码问题解决方案
- python开发小程序拼团_【微擎微赞模块】砍价宝4.5小程序版+小程序前端+后端+素材包+砍价+抢购+拼团...
- Excel如何制作斜线表头
- mysql 多条件求和_技巧|多条件查询求和,你会几种?
- 阿里云OSS设置Referer防盗链后MP3/MP4文件在浏览器无法播放问题的分析
- 办公室计算机网络时断时续,网卡运行不正常网络时断时续的解决方法
- dw网页设计与制作html,终于发现网页设计与制作问题
- Webpack 安装
- DC/DC开关电源知识概述
- OpenGL库中gl、glu、glut、glaux的关系
- MYSQL select投影语句