Java集合框架 List接口实现类--ArrayList源码分析

Posted 2021-09-03 Z && Y

1. ArrayList源码分析

• 默认容量大小：private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
• 存放元素的数组：transient Object[] elementData;
• 实际元素个数：private int size;

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创建对象时调用的无参构造函数：

//这是一个空的数组
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
public ArrayList() {
    this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}

• 这段源码说明当你没有向集合中添加任何元素时，集合容量为0。那么默认的10个容量怎么来的呢？

这就得看看add方法的源码了：

add(E e)

public boolean add(E e) {
    ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
    elementData[size++] = e;
    return true;
}

• 假设你new了一个数组，当前容量为0，size当然也为0。这时调用add方法进入到ensureCapacityInternal(size + 1);

该方法源码如下：

ensureCapacityInternal(int minCapacity)

private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
    ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
}

• 该方法中的参数minCapacity传入的值为size+1也就是 1，接着我们再进入到calculateCapacity(elementData, minCapacity)里面：

calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity)

private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
    if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
        return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
    }
    return minCapacity;
}

• 上文说过，elementData就是存放元素的数组，当前容量为0，if条件成立，返回默认容量DEFAULT_CAPACITY也就是10。这个值作为参数又传入ensureExplicitCapacity(int minCapacity)方法中，进入该方法查看源码：

ensureExplicitCapacity(int minCapacity)

private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
    modCount++;
    // overflow-conscious code
    if (minCapacity - elementData.length > 0)
        grow(minCapacity);
}

• 我们先不要管modCount这个变量。
• 因为elementData数组长度为0，所以if条件成立，调用grow方法，重要的部分来了，我们再次进入到grow方法的源码中：

grow(int minCapacity)

private void grow(int minCapacity) {
    // overflow-conscious code
    int 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);
}

• 这个方法先声明了一个oldCapacity变量将数组长度赋给它，其值为0；又声明了一个newCapacity变量其值为oldCapacity+一个增量，可以发现这个增量是和原数组长度有关的量，当然在这里也为0。第一个if条件满足，newCapacity的值为10（这就是默认的容量，不理解的话再看看前面）。第二个if条件不成立，也可以不用注意，因为MAX_ARRAY_SIZE的定义如下：

private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;

• 这个值太大了以至于第二个if条件没有了解的必要。

• 最后一句话就是为elementData数组赋予了新的长度，Arrays.copyOf()方法返回的数组是新的数组对象，原数组对象不会改变，该拷贝不会影响原来的数组。copyOf()的第二个自变量指定要建立的新数组长度，如果新数组的长度超过原数组的长度，则保留数组默认值。

• 这时候再回到add的方法中，接着就向下执行elementData[size++] = e;到这里为止关于ArrayList就讲解得差不多了，当数组长度为10的时候你们可以试着过一下源码，查一下每次的增量是多少（答案是每次扩容为原来的1.5倍）。

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