java ArrayList 源码 解析

时间：2021-10-01 17:16:15
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
        implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
{
    private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;

    /**
     *  
     *  
内部结构是一个Object类型的数组
 成员变量,用来保存数据
    */
    private transient Object[] elementData; 

    /**
     *  
     * 元素的个数。 不是 elementData.length。而是 arraylist.size()
     * 
     */
    private int size;

    /**
     *  
构造器初始化 */
    public ArrayList(int initialCapacity) {
    super();
    if (initialCapacity < 0)
        throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+ initialCapacity); //初始化容量不能小于0,抛出IllegalArgumentException异常 this.elementData = new Object[initialCapacity];//根据参数初始化一个数组,底层是个object数组
    }

    /**
     *  
　　　 构造器 初始化 默认lenght 为10　 */
    public ArrayList() {
    　　this(10);//默认初始容量是10
    }

    /**
     * */
    public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
    elementData = c.toArray();//调用toArray()方法把collection转换成数组
    size = elementData.length;//把数组的长度赋值给ArrayList的size属性
    if (elementData.getClass() != Object[].class)
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
    }

    /**
     * 重新分配ArrayList空间为元素多少的真实大小
     */
    public void trimToSize() {
    modCount++;
    int oldCapacity = elementData.length;
    if (size < oldCapacity) {
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);
    }
    }

    /**
     *  数组长度自增长。如果不够则扩展一半加1*/
    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;
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
    }
    }

    /**
     * 数据长度*/
    public int size() {
    return size;
    }

    /**
     * 是否为空*/
    public boolean isEmpty() {
    return size == 0;
    }

    /**
     * 是否包含某个值*/
    public boolean contains(Object o) {
    return indexOf(o) >= 0;
    }

    /**
找到数组中第一个相等的值。如果不存在返回-1 */
    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;
    }

    /**
 找到数组中最后一个相等的值。如果不存在返回-1 */
    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;
    }

    /**       clone一个副本
     */
    public Object clone() {
    try {
        ArrayList<E> v = (ArrayList<E>) super.clone();
        v.elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);
        v.modCount = 0;
        return v;
    } catch (CloneNotSupportedException e) {
        
        throw new InternalError();
    }
    }

    /**
      
     *  转数组
      */
    public Object[] toArray() {
        return Arrays.copyOf(elementData, size);
    }

    /** 转换为泛型数组*/
    public <T> T[] toArray(T[] a) {
        if (a.length < size)            
            return (T[]) Arrays.copyOf(elementData, size, a.getClass());
    System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, size);//把elementData从索引0开始的size个值 复制到a数组索引为0的位置上 if (a.length > size)
            a[size] = null;
        return a;
    }

    

    /**     
     * 获得第几个对应的值从0开始
    */
    public E get(int index) {
    RangeCheck(index);//先检查是否越界 return (E) elementData[index];
    }

    /**
     *  修改对应序号上的值*/
    public E set(int index, E element) {
    RangeCheck(index);//先检查是否越界

    E oldValue = (E) elementData[index];
    elementData[index] = element;
    return oldValue;
    }

    /**
     * 添加值
    */
    public boolean add(E e) {
    ensureCapacity(size + 1);  //确保长度够大
    elementData[size++] = e;
    return true;
    }

    /**
     * 在摸个位置插入某值*/
    public void add(int index, E element) {
    if (index > size || index < 0)
        throw new IndexOutOfBoundsException(
        "Index: "+index+", Size: "+size);

    ensureCapacity(size+1);  
    System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
             size - index);
    elementData[index] = element;
    size++;
    }

API文档中的说明是:将指定的元素插入此列表中的指定位置。向右移动当前位于该位置的元素（如果有）以及所有后续元素（将其索引加 1）。通俗的说法是在指定位置插入元素，指定元素和后面的元素后移。这个方法和set(int index, E element) 不一样,set只是把元素赋值给指定的下标同时返回下标的原先值. set(int index, E element)的判断越界是通过元素的大小来判断的（RangeCheck(index)）。add 是 if (index > size || index < 0) throw new IndexOutOfBoundsException( "Index: "+index+", Size: "+size); 判断是否越界。



/** * 删除某个位置上的值*/ 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; return oldValue; } /** * 删除值*/ 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; } /*
 私有方法。 */ private void fastRemove(int index) { modCount++; int numMoved = size - index - 1; if (numMoved > 0) System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index, numMoved); elementData[--size] = null; // Let gc do its work  } /**
清空所有值 */ public void clear() { modCount++; // Let gc do its work for (int i = 0; i < size; i++) elementData[i] = null; size = 0; } /** * 添加 集合*/ public boolean addAll(Collection<? extends E> c) { Object[] a = c.toArray(); int numNew = a.length; ensureCapacity(size + numNew); System.arraycopy(a, 0, elementData, size, numNew); size += numNew; return numNew != 0; } /** * 在某个位置插入集合*/ 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; } /** * 删除从一定范围内的数据*/ 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; } /**
 是否超出数组长度 */ private void RangeCheck(int index) { if (index >= size) throw new IndexOutOfBoundsException( "Index: "+index+", Size: "+size); } /***/ private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s) throws java.io.IOException{

 int expectedModCount = modCount; s.defaultWriteObject();   s.writeInt(elementData.length);  for (int i=0; i<size; i++) s.writeObject(elementData[i]); if (modCount != expectedModCount) { throw new ConcurrentModificationException(); } }  private void readObject(java.io.ObjectInputStream s) throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {   s.defaultReadObject();  int arrayLength = s.readInt(); Object[] a = elementData = new Object[arrayLength];  for (int i=0; i<size; i++) a[i] = s.readObject(); } }

 

 Arrays.copyOf 方法：

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;  
  
}

　　arraycopy 方法会因为新数组大小比旧数组大小小而报IndexOutOfBoundsException 

　　copyOf 则不会因此报错，因为copyOf 的返回值是在内部new 好的copy 数组，而该copy 数组new 的大小就等于newLength ， 

　　故即使在客户端指定好了新数组newArray 的大小，接收到返回值后也是指向底层new 出来的数组copy 。换句话说( 也可以因此推出其他的区别) ，在客户端代码中即使不给新数组new 对象，如：String[] newStr = null; 

    那么对于arraycopy 是会报NullPointerException 的错误的，而对于java.util.Arrays 中的copyOf 方法则由于jdk 底层 

    已经new 出了对象而不会报该错误！不过需要特别注意的是：copyOf 方法最后也是调用System.arraycopy 的方法，不过由于前面的准备，异常情况就不会出现了。

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