ArrayList原始碼解析[一]
歡迎轉載，轉載煩請註明出處，謝謝。
https://www.cnblogs.com/sx-wuyj/p/11177257.html
自己學習ArrayList原始碼的一些心得記錄..
1.1 ArrayList的體系
- Iterable : iterable接口裡定義了返回iterator的方法，相當於對iterator的封裝，同時實現了iterable介面的類可以支援for each迴圈;
- Collction : 集合框架中的根介面,下面有三大子介面.List Set Queue;
- AbstractCollection: 實現了Collection的一些介面,同時也定義了一些抽象方法交給子類實現.
- List : List介面定義了一些公用的介面,比如 toArray() size() add()等介面;
AbstractList :AbstractList 是一個抽象類，實現了List介面，是隸屬於Java集合框架中的根介面 Collection 的分支
1.2 ArrayList構造方法.
/** * 有參構造 int型別 集合的大小 */ public ArrayList(int initialCapacity) { //如果引數大於0,緩衝陣列的大小就為該引數 if (initialCapacity > 0) { this.elementData = new Object[initialCapacity]; //如果引數等於0,建立一個空的例項陣列 } else if (initialCapacity == 0) { this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA; } else { //異常為非法容量 + 引數 throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+ initialCapacity); } } /** * Constructs an empty list with an initial capacity of ten. * 無參構造 */ public ArrayList() { //緩衝陣列為空的預設大小的共享例項 this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA; } //有參構造 引數為任意類或者E的子類 //任意類或者E的子類,孫子類等collection都可以構造一個ArrayList出來 public ArrayList(Collection<? extends E> c) { //轉為快取陣列 elementData = c.toArray(); //將陣列的長度賦值給size,如果陣列長度不等於0 if ((size = elementData.length) != 0) { // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652) //快取陣列的class不等於object型別陣列的class if (elementData.getClass() != Object[].class) //copyOf方法:返回一個數組 elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class); } else { // replace with empty array. //替換為一個空的陣列 this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA; } }
以上就是ArrayList的構造方法,註釋是我自己一行一行寫出來的,可能會有所誤解,歡迎批評指正.
1.3 arrayList常用的方法
- add() : 向集合內部新增元素,這個方法其實是Collection介面中定義的,AbstractCollection抽象類中實現這個方法,ArrayList中重寫了這個方法.如果直接呼叫AbstractCollection中的add方法,那麼只會丟擲一個不支援操作的異常.需要注意一點就是add()一共有兩個,但是其中一個是有boolean的返回值,另一個是void並沒有返回值.
boolean返回值add(),元素新增是為最後一位.
public boolean add(E e) { ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!! elementData[size++] = e; return true; }
首先看一下 ensureCapacityInternal(size + 1)這個方法
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
//max方法為一個三元運算,引數型別為int型別,(a >= b) ? a : b;
//size+1 大於等於 初始值 返回初始值10
minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}
又呼叫了ensureExplicitCapacity()方法
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;
//需要的大小大於底層陣列的大小
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
繼續呼叫了grow()方法,這個方法很關鍵,先看原始碼
private void grow(int minCapacity) {
//陣列長度賦值給oldCapacity
int oldCapacity = elementData.length;
//oldCapacity >> 1 相當於 oldCapacity / 2
//newCapacity 為陣列長度的1.5倍
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
//newCapacity小於minCapacity
if (newCapacity - minCapacity < 0)
//minCapacity賦值於newCapacity
newCapacity = minCapacity;
//newCapacity大於MAX_ARRAY_SIZE
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
//通過copyOf方法返回一個數組
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}整體來說 如果size+1小於10,那麼minCapacity就是10,10就是預設大小.如果大於10,那麼minCapacity則為size+1.
minCapacity-lementData.length 如果size+1比底層陣列小,那麼可以繼續向預設陣列中新增元素.如果size+1大於底層陣列,就呼叫grow()進行擴容.
grow()這個方法就是arrayList自動擴容的方法.newCapacity為陣列的1.5倍,先判斷newCapacity是否小於
minCapacity,也就是size+1
如果小於那麼將minCapacity賦值於newCapacity.
再判斷newCapacity是否大於MAX_ARRAY_SIZE,關於MAX_ARRAY_SIZE下面有程式碼.
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
如果大於就呼叫hugeCapacity()方法
private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
//minCapacity 小於 0 報錯
if (minCapacity < 0) // overflow
throw new OutOfMemoryError();
//minCapacity大於MAX_ARRAY_SIZE嗎?
//大於返回Integer.MAX_VALUE
//小於返回MAX_ARRAY_SIZE
return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
Integer.MAX_VALUE :
MAX_ARRAY_SIZE;
}最後將elementData,也就是底層陣列.lenth變為newCapacity.
總結起來說,arrayList的擴容機制其實就修改底層陣列的大小.
繼續回頭add()方法往下看:
elementData[size++] = e;
這個其實很好理解了,e就是你要新增的那個新的元素,size++就是新元素在底層陣列中的位置.
return true;
最後返回一個 true 新增成功
void add(),
public void add(int index, E element) {
//校驗index
rangeCheckForAdd(index);
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
size - index);
elementData[index] = element;
size++;
}
rangeCheckForAdd(index);
private void rangeCheckForAdd(int index) {
//如果index大於size或者index小於0 就丟擲異常
if (index > size || index < 0)
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}ensureCapacityInternal(size + 1);
這個在前面有說過,就不在細說,可以去看一下前面add()帶返回值的那個解析.
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,size - index);
呼叫System提供的arraycopy(),這是一個靜態native方法,native這裡不進行說明,可以百度進行檢視.這個方法就是現陣列之間的複製。
elementData:底層陣列.
index:陣列要複製的起始位置.
elementData:複製後的陣列.
index + 1:陣列放置的起始位置.
size - index:複製的長度elementData[index] = element;
將要新增的元素放入指定的位置.
size++
將集合的長度+1.