关于ArrayList的实现和原理，原文出处：http://www.cnblogs.com/ITtangtang/p/3948555.html
我觉得他写的非常好，真的很好.
做一个记录和总结吧
public class arraylist<E> {
/**
* 存放集合的元素
*
*/
private transient Object[] elementData;
/** 元素的大小 */
private int size;
定义了一个泛型类，一个object的数组和一个私有变量来记录该集合的元素数量，原文多了一个私有变量，我也不知道干嘛用的，作者也没解释也没提及到，我没使用也没事
1 /**
2 * 根据指定大小初始化
3 * @param initialCapacity
4 */
5 public arraylist(int initialCapacity){
6 super();
7 if(initialCapacity<=0){
8 //抛异常
9 throw new IllegalArgumentException("初始化参数不能小于0");
10 }else{
11 //初始化数组
12 this.elementData=new Object[initialCapacity];
13 }
14 }
15 /**
16 * 默认初始化
17 */
18 public arraylist(){
19 this(10);
20 }
21 /**
22 * 根据一个集合类初始化
23 * @param c 一个必须继承了Collection接口的类
24 */
25 public arraylist(Collection<? extends E> c){
26 //初始化
27 elementData=c.toArray();
28 size=elementData.length;
29 //如果不是任意类型的数组就转换Objec类型
30 if (elementData.getClass() != Object[].class){
31 elementData=Arrays.copyOf(elementData,size, Object[].class);
32 }
33 }
34
3个初始化方法，根据默认大小进行数组的初始化，给定大小初始化和传递一个继承了Collection集合接口的类进行转换赋值初始化
1 /**
2 * 扩容集合
3 * @param minCapacity
4 */
5 public void ensureCapacity(int minCapacity){
6 /** 当前数组的大小 */
7 int oldCapacity = elementData.length;
8 if (minCapacity > oldCapacity) {
9 /**
10 * oldData 虽然没有被使用，但是这是关于内存管理的原因和Arrays.copyOf()方法不是线程安全
11 * oldData在if的生命周期内引用elementData这个变量，所以不会被GC回收掉
12 * 当Arrays.copyOf()方法在把elementData复制到newCapacity时，就可以防止新的内存或是其他线程分配内存是elementData内存被侵占修改
13 * 当结束是离开if，oldData周期就结束被回收
14 */
15 Object oldData[] = elementData;
16 int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1; //增加50%+1
17 if (newCapacity < minCapacity)
18 newCapacity = minCapacity;
19 //使用Arrays.copyOf把集合的元素复制并生成一个新的数组
20 elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
21 }
22 }
这是一个核心的方法，集合的扩容，其实是对数组的扩容，minCapacity集合的大小，进行对比判断是否应该进行扩容，使用了Arrays.copyOf()方法进行扩容，
原文有进行详细的解释，这个方法把第一个参数的内容复制到一个新的数组中，数组的大小是第二个参数，并返回一个新的数组，关于oldData的变量上文有详细的注释
1 /**
2 * 检查索引是否出界
3 * @param index
4 */
5 private void RangeCheck(int index){
6 if(index > size || index < 0){
7 throw new IndexOutOfBoundsException("下标超出,Index: " + index + ", Size: " +size);
8 }
9 }
一个下标的检索是否出 1 /**
2 * 添加元素
3 * 将指定的元素添加到集合的末尾
4 * @param e 添加的元素
5 * @return
6 */
7 public boolean add(E e){
8 ensureCapacity(size+1);
9 elementData[size]=e;
10 size++;
11 return true;12 }
添加元素，先进行扩容，在赋值，然后元素加一，注意 size+1 字段size并没有加一，这里进行的是算术的运算，所以在后面才需要进行自增
1 /**
2 * 添加元素
3 * 将元素添加到指定的位置
4 * @param index 指定的索引下标
5 * @param element 元素
6 * @return
7 */
8 public boolean add(int index, E element){
9 RangeCheck(index);
10 ensureCapacity(size+1);
11 // 将 elementData中从Index位置开始、长度为size-index的元素，
12 // 拷贝到从下标为index+1位置开始的新的elementData数组中。
13 // 即将当前位于该位置的元素以及所有后续元素右移一个位置。
14 System.arraycopy(elementData, index, elementData, index+1, size-index);
15 elementData[index]=element;
16 size++;//元素加一
17 return true;
18 }
这里不同的是 System.arraycopy(elementData, index, elementData, index+1, size-index);
这是一个c的内部方法，详细的原文有解释，这里就不说了，这个也是整个ArrayList的核心所在，也Arrays.copyOf()的内部实现原理
1 /**
2 * 添加全部元素
3 * 按照指定collection的迭代器所返回的元素顺序，将该collection中的所有元素添加到此列表的尾部。
4 * @param c
5 * @return
6 */
7 public boolean addAll(Collection < ? extends E>c){
8 Object[] newElement=c.toArray();
9 int elementLength=newElement.length;
10 ensureCapacity(size+elementLength);
11 //从newElement 0的下标开始，elementLength个元素，elementData size的下标
12 System.arraycopy(newElement, 0, elementData, size, elementLength);
13 size+=elementLength;
14 return elementLength!=0;
15 }
基本上其他方法都只是根据不同的情况进行不同的处理，比如通过接口把数据对象传递进来然后获取长度进行扩容，在把数据使用System,arraycopy复制到新的数组中
1 /**
2 * 指定位置，添加全部元素
3 * @param index 插入位置的下标
4 * @param c 插入的元素集合
5 * @return
6 */
7 public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c){
8 if(index > size || index < 0){
9 throw new IndexOutOfBoundsException("Index: " + index + ", Size: " +size);
10 }
11 Object[] newElement=c.toArray();
12 int elementLength=newElement.length;
13 ensureCapacity(size+elementLength);
14 int numMoved=size-index;
15 //判断插入的位置是否在数组中间
16 if(numMoved>0){
17 //把index插入位置的后面的所有元素往后移
18 //elementData index下标开始的numMoved个元素插入到elementData 的index+elementLength位置
19 System.arraycopy(elementData, index, elementData, index+elementLength, numMoved);
20 }
21 //把newElement里从0开始的elementLength个元素添加到elementData index开始的位置
22 System.arraycopy(newElement, 0, elementData, index, elementLength);
23 size += elementLength;
24 return elementLength != 0;
25 }
26
27 /**
28 * 指定下标赋值
29 * @param index
30 * @param element
31 * @return
32 */
33 public E set(int index,E element){
34 RangeCheck(index);
35 E oldElement=(E)elementData[index];
36 elementData[index]=element;
37 return oldElement;
38 }
39
40 /**
41 * 根据下标取值
42 * @param index
43 * @return
44 */
45 public E get(int index){
46 RangeCheck(index);
47 return (E)elementData[index];
48 }
49
50 /**
51 * 根据下标移除元素
52 * @param index
53 */
54 public E remove(int index){
55 RangeCheck(index);
56 E oldElement=(E)elementData[index];
57 /** 移除的下标后面的元素数量 */
58 int numMoved=size-index-1;
59 //如果在数组范围内就进行移动
60 if(numMoved>0)
61 System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index, numMoved);
62 //移除
63 elementData[--size]=null;
64 return oldElement;
65 }
66
67 /**
68 * 根据元素移除
69 * @param obj
70 * @return
71 */
72 public boolean remove(Object obj){
73 //Arraylist允许存放null,所以也要进行判断处理
74 if(obj==null){
75 for(int index=0;index<size;index++){
76 if(elementData[index]==null){
77 remove(index);
78 return true;
79 }
80 }
81 }else{
82 for(int index=0;index<size;index++){
83 if(obj.equals(elementData[index])){
84 remove(index);
85 return true;
86 }
87 }
88 }
89 return false;
90 }
91
92 /**
93 * 根据下标移除指定范围内的元素
94 * @param fromIndex 开始
95 * @param toIndex 结束
96 */
97 protected void removeRange(int fromIndex, int toIndex){
98 RangeCheck(fromIndex);
99 RangeCheck(toIndex);
100 //要移动的元素数
101 int numMoved = size - toIndex;
102 //把toIndex后面的元素移动到fromIndex
103 System.arraycopy(elementData, toIndex, elementData, fromIndex, numMoved);
104 //要移除的元素数量
105 int newSize=size-(toIndex-fromIndex);
106 while(size!=newSize){
107 elementData[--size]=null;
108 }
109 }
110
111 /**
112 * 把数组容量调整到实际的容量
113 */
114 public void trimToSize(){
115 int leng=elementData.length;
116 if(size<leng){
117 Object[] old=elementData;
118 elementData=Arrays.copyOf(elementData, size);
119 }
120 }
121 /**
122 * 把集合元素转换成数组
123 * @return
124 */
125 public Object[] toArray(){
126 return Arrays.copyOf(elementData, size);
127 }
128
129 public <T>T[] toArray(T[] a){
130 if(a.length<size){
131 return (T[]) Arrays.copyOf(elementData,size, a.getClass());
132 }
133 //把集合元素复制到a数组中
134 System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, size);
135 if (a.length > size){
136 for(int index=size;index<a.length;index++){
137 a[index] = null;
138 }
139 }
140 return a;
141 }
基本上都是对数组进行操作和使用c的方法进行赋值移动等，详细的可以查看原文，原文中除了那个私有变量外也没多少问题，代码可以完美运行，这李要注意的和难点就会是System,arraycopy和Arrayist.copy()这2个方法和在扩容方法里oldData这个变量的使用，这个变量真的很好，一开始我也不知道为什么要这么使用，在原文的末尾会进行解释。
时间： 2024-10-25 04:46:16