> 注：本系列文章中用到的jdk版本均為`java8` `ArrayList`類圖如下：  `ArrayList`的底層是由陣列實現的，陣列的特點是`固定`大小，而`ArrayList`實現了`動態擴容`。 `ArrayList`部分變數如下，在下面的分析中會用到這些變數。 ```java /** * 預設容量 */ private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10; /** * 空的物件陣列 */ private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {}; /** * 無參構造器建立的空陣列 */ private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {}; /** * 存放資料的陣列的快取變數 */ transient Object[] elementData; /** * 元素數量 */ private int size; ``` ### 一、初始化ArrayList 初始化`ArrayList`一般會使用以下兩個構造器 #### 1.1 無參構造器 初始化`ArrayList`的時候如果不指定大小，則會建立一個空陣列。 ```java public ArrayList() { this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA; } ``` #### 1.2 指定陣列大小的構造器 建立一個**預估**大小的陣列，指定大小後只是指定了陣列初始值的大小，不影響後面擴容，指定的好處就是可以節省記憶體及時間上的開銷。 ```java 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); } } ``` ### 二、新增元素、動態擴容 ArrayList.add(E e)原始碼： ```java public boolean add(E e) { ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!! elementData[size++] = e; return true; } ``` `add()`中`elementData[size++] = e`很好理解，就是將元素插入第`size`個位置，然後將`size++`，我們重點來看看`ensureCapacityInternal(size + 1)`方法； ```java private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) { if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) { minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity); } ensureExplicitCapacity(minCapacity); } ``` `ensureCapacityInternal()`方法中判斷快取變數`elementData`是否為空，也就是判斷是否是第一次新增元素，如果是第一次新增元素，則設定初始化大小為預設容量`10`，否則為傳入的引數。這個方法的目的就是**獲取初始化陣列容量**。獲取到初始化容量後呼叫`ensureExplicitCapacity(minCapacity)`方法； ```java private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) { modCount++; // overflow-conscious code if (minCapacity - elementData.length > 0) grow(minCapacity); } ``` `ensureExplicitCapacity(minCapacity)`方法用來判斷是否需要擴容，假如第一次新增元素，`minCapacity`為`10`，`elementData`容量為`0`，那麼就需要去擴容。呼叫`grow(minCapacity)`方法。 ```java // 陣列的最大容量 private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8; private void grow(int minCapacity) { // overflow-conscious code int oldCapacity = elementData.length; // 擴容大小為原來陣列長度的1.5倍 int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); // 擴容容量比需要擴容的長度小，則使用需要擴容的容量 if (newCapacity - minCapacity < 0) newCapacity = minCapacity; // 擴容容量比最大陣列長度大，則使用最大整數長度 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); } ``` `grow(minCapacity)`方法對陣列進行擴容，擴容大小為原陣列的`1.5`倍，如果計算出的擴容容量比需要的容量小，則擴容大小為需要的容量，如果擴容容量比陣列最大容量大，則呼叫`hugeCapacity(minCapacity)`方法，將陣列擴容為整數的最大長度，然後將`elemetData`陣列指向新擴容的記憶體空間並將元素複製到新空間。 當需要的集合容量特別大時，擴容`1.5`倍就會非常消耗空間，因此建議初始化時預估一個容量大小。 ### 三、刪除元素 `ArrayList`提供兩種刪除元素的方法，可以通過`索引`和`元素`進行刪除。兩種刪除大同小異，刪除元素後，將後面的元素一次向前移動。 ArrayList.remove(int index)原始碼： ```java 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 work return oldValue; } ``` 刪除元素時，首先會判斷索引是否大於`ArrayList`的大小，如果索引範圍正確，則將索引位置的下一個元素賦值到索引位置，將`ArrayList`的大小`-1`，最後返回移除的元素。操作圖如下，假如我要移除索引為`1`的元素：  ### 四、總結 `ArrayList`底層是陣列實現的，可以進行動態擴容，擴容大小為原來的1.5倍，雖然可以通過動態擴容，但是陣列非常大時會特別浪費空間，因此建議初始化時預估陣列大小。`ArrayList`允許插入重複值和空值。`ArrayList`實現了`RandomAccess`介面，支援快速隨機訪問，就是可以通過索引快速查到某個元素，因此遍歷時使用for迴圈的方式效率更高。`ArrayList`是執行緒不安全的，可以通過`Collections.synchronizedList`將其轉變為執行緒安全的集合，不過一般不會使用，`Vector`和`CopyOnWriteArrayList`是執行緒安全的，`Vector`效能一般，逐漸被`CopyOnWriteArrayList`取代了。 ## 點關注、不迷路 如果覺得文章不錯，歡迎**關注**、**點贊**、**收藏**，你們的支援是我創作的動力，感謝大家。 如果文章寫的有問題，請不要吝惜文筆，歡迎留言指出，我會及時核查修改。 如果你還想看到更多別的東西，可以微信搜尋「**Java旅途**」進行關注。「**Java旅途**」目前已經整理各種中介軟體的使用教程及各類Java相關的面試題。掃描下方**二維碼**進行關注就可以得到這些資料。 ![](https://img2020.cnblogs.com/blog/1719198/202011/1719198-20201123085057788-13320971