Java集合之ArrayList - 吃透增删查改

从源码看初始化以及增删查改，学习ArrayList。

先来看下ArrayList定义的几个属性：

private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
transient Object[] elementData;  // 保存对象
private int size; // ArrayList的长度

从这里可以看到ArrayList内部使用数组实现的。

一. 初始化

1. ArrayList()

无参的构造器：

    /*** Constructs an empty list with an initial capacity of ten.*/public ArrayList() {this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;}

可以看到这个构造器初始化了一个空数组。这里有个疑问，就是注释明明说是构造了一个长度为10的数组，其实这是在添加第一个元素的时候才进行的扩充。

2. ArrayList(int initialCapacity)

指定长度的构造器：

    /*** Constructs an empty list with the specified initial capacity.** @param  initialCapacity  the initial capacity of the list* @throws IllegalArgumentException if the specified initial capacity*         is negative*/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);}}

这个构造器显式的指明了数组的长度，其实如果小于10的话，在添加第一个元素的时候还是会扩充到长度为10的数组。

二. 增加元素

1. add(E e)

    /*** Appends the specified element to the end of this list.** @param e element to be appended to this list* @return <tt>true</tt> (as specified by {@link Collection#add})* 添加指定的元素到List的末尾*/public boolean add(E e) {ensureCapacityInternal(size + 1);  // 扩充数组长度elementData[size++] = e;           // 最后一个赋值为ereturn true;}

那么它是如何扩充数组长度的呢？追踪代码来到grow(int minCapacity)方法:

/*
* 可以看到它是通过Arrays.copyOf方法将原数组拷贝到了一个数组长度为newCapacity的新数组里面
*/
private void grow(int minCapacity) {// overflow-conscious codeint oldCapacity = elementData.length;int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);if (newCapacity - minCapacity < 0)newCapacity = minCapacity;if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);// minCapacity is usually close to size, so this is a win:elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);}

2. add(int index, E element)

    /*** 在指定的位置添加一个元素*/public void add(int index, E element) {rangeCheckForAdd(index); // 检查index是否合法ensureCapacityInternal(size + 1);  // 扩充数组长度System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,size - index);  // 通过拷贝返回一个新数组elementData[index] = element;size++;}

这里用到了System类的arraycopy方法，它的用法如下：

System. arraycopy(Object src, int srcPos, Object dest, int destPos,int length)

src：原数组；

srcPos：源数组要复制的起始位置；

dest：目标数组；

destPos：目标数组放置的起始位置；

length：复制的长度

这个方法也可以实现自身的复制。上面的就是利用了自身赋值的特性进行数组的拷贝。相当于将index后面的所有元素后移了一位，将新元素插入到index位置。

三. 删除元素

1. remove(int index)

     /** 和add(int index, E element)类似，使用System.arraycopy进行自身拷贝，相当于将index后面的元素* 像前移动了一位，覆盖掉需要删除的元素，将最后一个元素置位null，等待JVM自动回收*/public E remove(int index) {rangeCheck(index);modCount++;E oldValue = elementData(index);int numMoved = size - index - 1;if (numMoved > 0)System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,numMoved);elementData[--size] = null; // clear to let GC do its workreturn oldValue;}

2. remove(Object o)

    /** 先通过for循环找到o所在的位置，再通过fastRemove(index)移除，实现方法和remove(int index)一样*/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;}

四. 查找元素

    /** 查找元素就比较简单了，直接通过数组的下角标进行返回*/public E get(int index) {rangeCheck(index);return elementData(index);}

五. 修改元素

    /** 修改元素也比较简单，直接通过数组的下角标进行赋值*/public E set(int index, E element) {rangeCheck(index);E oldValue = elementData(index);elementData[index] = element;return oldValue;}

总结

从源码可以看到，ArrayList以数组方式实现，查找和修改的性能比较好，增加和删除的性能就比较差了。