集合—ArrayList

Posted 2021-01-18 atomicbomb

ArrayList也叫作数组列表

 public static void main(String[] args) {
        List list1 = new ArrayList<String>();
        list1.add("a");
        //0100=4 右移1位 0010=2
        System.out.println(4>>1); //相当于 4/2
        //0010=2 左移1位 0100=4
        System.out.println(2<<1); //相当于 2*2
        
    }
  
    transient Object[] elementData;
    private int size;
    private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
    /**
     * Default initial capacity.
     */
    private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
    protected transient int modCount = 0;
    private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
    public boolean add(E e) {
        // 保证数组的容量始终够用
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        // size是elementData数组中元素的个数，初始化为0
        elementData[size++] = e;
        return true;
    }
    
    private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
        // 如果数组没有元素，给数组一个默认大小，会选择实例化时的值与默认大小中较大值
        if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
            minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
        }
        // 保证容量够用
        ensureExplicitCapacity(minCapacity);
    }
    
    private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
        // modCount是elementData数组发生size更改的次数
        modCount++;
        // 如果当前数组长度比原数组长度大，则进行扩容
        if (minCapacity - elementData.length > 0)
            grow(minCapacity);
    }
    
    private void grow(int minCapacity) {
        int oldCapacity = elementData.length;
        // 新的数组长度 会进行行1.5倍扩容，通过向右移位实现/2操作
        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:这里只用Arrays.copyOf
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
    }
    
    public void add(int index, E element) {
        // 判断index的值是否合法，如果不合法则抛出异常
        rangeCheckForAdd(index);
        // 保证容量够用
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        // 从第index位置开始，将元素往后移一个位置
        System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
                         size - index);
        // 把要插入的元素e放在第index的位置
        elementData[index] = element;
        // 数组的元素个数加1
        size++;
    }
    
    /**
     * A version of rangeCheck used by add and addAll.
     */
    private void rangeCheckForAdd(int index) {
        if (index > size || index < 0)
            throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
    }
    /**
     * Constructs an IndexOutOfBoundsException detail message.
     * Of the many possible refactorings of the error handling code,
     * this "outlining" performs best with both server and client VMs.
     */
    private String outOfBoundsMsg(int index) {
        return "Index: "+index+", Size: "+size;
    }

ArrayList是基于数组实现的，是一个动态数组，其容量能够自动增长 ArrayList不是线程安全的，只能用在单线程环境下，多线程环境需要使用Collections同步方法。Collections.synchronizedList(List l)返回一个线程安全的ArrayList。如果是读写比例比较大的话(锁粒度降级)，则可以考虑CopyOnwriteArrayList。

1. 默认容量是10
2. ArrayList每次增加元素的时候，都需要调用ensureCapacity方法来确保足够的容量。当容量不足的时候，就设置新的容量为旧的的容量的1.5倍加1，如果设置的容量仍然不够，那么直接设置为传入的参数，而后用Arrays.copyOf方法将元素拷贝到新的数组。建议：在能够实现确定元素数量的情况下使用ArrayList，否则使用LinkedList。
3. Arrays.copy()方法在方法的内部又创建了一个长度等长的数组，调用System.arraycopy方法完成新数组元素的复制。该方法的实际上调用native方法中C的memmove函数，在复制大数组的时候强烈建议使用该方法进行数组的复制。效率高。
4. ArrayList是基于数组实现的，支持随机访问，查找效率高，但是插入删除效率低。
5. ArrayList一般应用于查询较多但插入以及删除较少情况，如果插入以及从删除较多则建议使用LinkedList.
6. ArrayList在知道长度范围实例化的时候带上长度 new ArrayList(128),这样降低了内存碎片和内存拷贝的次数.