ArrayList底层源码分析

news2024/11/18 2:31:43

ArrayList底层源码分析

底层原理

创建使用ArrayList<>()创建空对象的时候，会在底层创建一个长度为0的数组。该数组的名称为elementData，定义变量size
- size变量有两层含义
  - ① 表示元素的个数，也就是集合的长度
  - ② 表示下一个元素的存入位置
添加第一个元素之后，size++，同时底层会创建一个新的长度为DEFAULT_CAPACITY=10的数组
扩容机制1：
- 当存满的时候，会创建一个新的数组，新数组的长度是原来的1.5倍，也就是长度为15。再把所有的元素拷贝到新数组中。如果继续添加数据，这个长度为15的数组也满了，那就会继续按照相同的方式扩容1.5倍。
扩容时机2：
- 当使用例如addAll()这样的方法一次性添加多个数据，扩容1.5倍的方法不够用时，则以扩容的实际大小为准。
成员变量：

private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};

private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};

transient Object[] elementData; 

private int size;

构造方法：

//无参构造器，最开始创建的是空数组，当添加第一个元素时初始化容量为10。
public ArrayList() {
	this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}

//指定初始化容量，为0的话则创建空数组。
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);
	}
}

//传入一个集合，将该集合中的元素存到ArrayList中。
public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
	Object[] a = c.toArray();
	if ((size = a.length) != 0) {
		if (c.getClass() == ArrayList.class) {
			elementData = a;
		} else {
			elementData = Arrays.copyOf(a, size, Object[].class);
		}
	} else {
		// replace with empty array.
		elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
	}
}

add方法

add(E e)：直接在ArrayList尾部追加元素
add(int index, E element)：在指定index位置追加元素

public boolean add(E e) {
	//记录结构上被修改的次数
	modCount++;
	add(e, elementData, size);
	return true;
}

private void add(E e, Object[] elementData, int s) {
	//如果当前数组长度等于ArrayList容量则扩容
	if (s == elementData.length)
		elementData = grow();
	elementData[s] = e;
	size = s + 1;
}

public void add(int index, E element) {
	//检查下标是否越界
	rangeCheckForAdd(index);
	modCount++;
	final int s;
	Object[] elementData;
	//如果当前数组长度等于ArrayList容量则扩容
	if ((s = size) == (elementData = this.elementData).length)
		elementData = grow();
	//把index位置及其后的元素向后移动一位
	System.arraycopy(elementData, index,
					 elementData, index + 1,
					 s - index);
	elementData[index] = element;
	size = s + 1;
}

grow()方法

private Object[] grow(int minCapacity) {
	int oldCapacity = elementData.length;
	if (oldCapacity > 0 || elementData != DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
		//获取新容量大小
		//oldCapacity右移一位即是原长度的一半，ArraysSupport.newLength方法选择minCapacity - oldCapacity或oldCapacity >> 1较大的一方与oldCapacity相加。
		int newCapacity = ArraysSupport.newLength(oldCapacity,
												  minCapacity - oldCapacity, /* minimum growth */
												  oldCapacity >> 1           /* preferred growth */);
		//将之前元素迁移到新数组，返回按照新容量扩容后的数组
		return elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
	} else {
		//如果容量为0，则按照默认容量创建一个数组。
		return elementData = new Object[Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity)];
	}
}

private Object[] grow() {
	return grow(size + 1);
}