ArrayList知识详解

Posted 2021-11-29 yuan-zhou

简介

ArrayList是Java集合常用的数据结构之一，继承自AbstractList，实现了List，RandomAccess、Cloneable、Serializable等一系列接口，支持快速访问，复制和序列化。底层是基于数组实现容量大小动态变化，允许null值存在。

部分源码分析

ArrayList的底层是由数组实现

默认size的初始大小为10：

ArrayList定义了两个类常量数组：EMPTY_ELEMENTDATA（EE）和DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA（DEE）

注释：EE，用于ArrayList空实例的共享空数组实例

DEE，用于默认大小空实例的共享空数组实例，将EE和DEE区分开，以便在添加第一个元素时知道要增加多少

三个构造函数，包括一个无参构造和两个有参构造：

 

注：无参构造创建的实例是DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA，有参构造创建的实例是EMPTY_ELEMENTDATA

然后是add( )方法：

当第一次调用add(E e)方法时，判断是不是无参构造方法创建的对象，如果是，则将DEFAULT_CAPACITY作为ArrayLiat的容量，此时minCapacity = 1

还有其他add方法例如：

 addAll( Collection<? extends E> c )

add( int index, E element )

等等....这些方法中都包含ensureCapacitylnternal( int Capacity )方法，确保无参构造在创建实例并添加第一个元素时，最小的容量是默认大小10。

　　而有参构造创建空实例后，在add( E e )方法添加元素扩容情况是这样的：

新容量为旧容量的1.5倍

在Java7中，ArrayList的构造方法只有EMPTY_ELEMENTDATA即EE, 而Java8中DEE代替了EE，但是原来的EE还存在，只是作用改变了：

 

 　　当容量为0时，会创建一个空数组，赋值给elementData，当一个应用中有很多这样的ArrayList空实例时，就会有很多空数组，这样使用EMPTY_ELEMENTDATA就是为了优化性能，所有的ArrayList空实例都指向同一个数组。而DEE（DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA）就是为了保证无参构造方法常见的实例在添加第一个元素时，最小的容量是默认的10.

 ArrayList的扩容

 以无参构造为例：

首先无参构造初以默认大小来始化内部数组

然后是扩容，使用add( )方法

ensureCapacityInternal方法中的size代表执行添加前的元素个数，通过现有的元素个数数组的容量进行对比，若需要扩容则扩容。

 ensureCapacityInternal(size + 1)就是将要添加的额元素放入数组中

 

扩容条件：若数组的长度eleentData的长度小于做小需要的容量minCapacity，就需要扩容

扩容逻辑：

 

注：

1.  >>位运算，右移一位代表oldCapacity / 2，位运算效率更高

2.  JDK7后增加对元素个数的最大个数判断，MAX_ARRAY_SIZE为int最大值减去8

3.  复制元素方法扩容。使用延迟分配对象数组空间，当数组加满数组容量后才会按照1.5倍扩容。