ArrayList与List的层级关系及ArrayList解析

news2024/10/2 16:30:01

List与ArrayList的关系

List

List是一个接口，不能直接实例化。如果要使用必须去实例化List的实现类——ArrayList和LinkedList
站在数据结构的角度看，List就是一个线性表。常见的线性表：顺序表、链表、栈、队列等

线性表

线性表是n个具有相同特性的数据元素的有限序列。
它在逻辑上是线性结构，但是在物理结构上不一定是连续的
线性表在物理存储时，通常以数组和链式结构的形式存储

List与ArrayList的关系

从“List是一个接口”的方面来看，ArrayList是List接口的一个实现类
从“List是一个线性表”的方面来看，ArrayList是一个以数组形式存储的线性表（这种线性表也被称为顺序表）

ArrayList

关于ArrayList的说明

ArrayList是以泛型方式实现的，使用时必须要先实例化
ArrayList实现了RandomAccess接口，表明ArrayList支持随机访问
ArrayList实现了Cloneable接口，表明ArrayList是可以clone的
ArrayList实现了Serializable接口，表明ArrayList是支持序列化的
ArrayList底层是一段连续的空间，并且可以动态扩容，是一个动态类型的顺序表
和Vector不同，ArrayList不是线程安全的，在单线程下可以使用，在多线程中可以选择Vector或者CopyOnWriteArrayList

认识ArrayList

构造方法

认识一个类一般都要从类的构造方法开始

构造方法有三种：1、无参构造；2、利用其他collection构建ArrayList；3、指定顺序表初始容量

以无参构造为例：

ArrayList中的方法（对部分方法进行解析）

Add方法

“先检测是否有可供插入的空间，然后将目前数组末尾的下一位下标的值设定为参数”

那么它是怎样检验是否可以插入的？

Add()中的ensureCapacityInternal

ensureCapacityInternal()方法是为了确保拿到的的数组容量满足使用。

我们通过源码了解到，ensureCapacityInternal中又有两个方法：ensureExplicitCapacity、calculateCapacity

先来看calculateCapacity

calculateCapacity()方法

如果ArrayList的底层数组elementData为DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA（通过查看源码中的成员属性可以得知这是一个空数组）时，返回10（通过查看源码得知：当向起始的空数组中插入元素时，会给这个空数组赋予10个容量）和minCapacity（参数）的最大值，否则返回minCapacity的值（minCapacity被视为数组容量）

这个方法为了得知需要的数组容量。

ensureExplicitCapacity()方法

如果当前需要的数组容量比目前的数组长度大的话，需要进行扩容

这个方法是为了获得符合要求的数组容量

grow()扩容方法

定义原来的数组长度为旧容量，将旧容量扩容1.5倍后于所需容量minCapacity比较，如果新容量小于mC，就将mC设置为新容量；如果新容量大于数组最大长度(MAX_ARRAY_SIZE)（这是一个常量），就进行一次判断（使用hugeCapacity方法判断）：如果需求容量小于0，抛出异常；如果需求容量比数组最大长度还要大，就将新容量定义为Integer的最大值，否则就将新容量定义为数组最大长度

注：MAX_ARRAY_SIZE与MAX_VALUE

为什么会有MAX_ARRAY_SIZE的定义呢？

因为数组有点特殊性，数组对象要额外存储数组元素长度在头部，少了这8个长度可能与此有关。尝试分配大于 MAX_ARRAY_SIZE 长度的数组会导致 OOM （换句话说，超过了该虚拟机的数组长度限制）。

如果MAX_ARRAY_SIZE的长度还不够用，就直接将Integer的最大值给新数组（数组长度是个Integer类型-是一个整数）。至于会不会因为OOM报错那就不管了

remove()方法

当我们使用remove方法时，会将我们传入的参数识别为一个下标，而不是我们所想的“一个对象”（例如“ArrayList.remove（0）” 删除0下标/删除数字0——“arraylist.remove(new Interger(0))”）——这是因为有两个remove方法，可以传一个下标，也可以传一个对象