原文日期：2017-10-14
ArrayList源码分析
ArrayList的源码实现应该算是Java集合工具类是最简单的一个，也是我们使用最多的一个集合类。它的内部实现是一个数组，在首次加入元素时，我们会创建一个默认大小（或者用户指定发现）的数组，默认值为16，之后的添加、删除、查询操作都是对该数组进行操作。
初始化
ArrayList提供了三个构造函数作为初始化入口，一个无参，一个接收用户定义初始化数组长度，另一个是接收一个集合Collection，将入参集合元素转换成数组元素。默认的构造函数会初始化设置ArrayList长度为16。以下是无参构造函数源码
public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
add方法
ArrayList提供四个添加元素的方法，这几个方法实现逻辑基本一致。首先需要确保数组容量是否充足，不足的话扩容当前容量的1/2倍，以后就是添加数组对应索引元素值。部分源码如下
public void add(int index, E element) {
//检查索引是否越界
rangeCheckForAdd(index);
//确保数组容量足够
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
//索引之后的元素向后自动移动一位
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
size - index);
//赋值指定索引元素
elementData[index] = element;
size++;
}
private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;
//新容量值最多为原先的1.5倍
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
//新容量值不能超过设定的最大值，以防止下次扩容超越Integer的最大范围
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
// minCapacity is usually close to size, so this is a win:
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
if (minCapacity < 0) // overflow
throw new OutOfMemoryError();
return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
Integer.MAX_VALUE :
MAX_ARRAY_SIZE;
}
get方法
主要思想：直接从内部数组通过索引定位元素，然后返回。部分源码如下
public E get(int index) {
//检查索引是否越界
rangeCheck(index);
//获取元素
return elementData(index);
}
E elementData(int index) {
return (E) elementData[index];
}
remove方法
主要思想：先将要删除的索引后续元素往前移动一位，再将最后一位数组元素设为空（提醒gc回收）。部分源代码如下
public E remove(int index) {
//检查索引值
rangeCheck(index);
modCount++;
E oldValue = elementData(index);
int numMoved = size - index - 1;
if (numMoved > 0)
//删除的元素后还有元素，则将后面的元素往前移一位
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
numMoved);
elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
return oldValue;
}
iterator方法
该方法会返回一个迭代器Iterator，之后可以通过迭代器的next方法更加便利去访问集合。迭代器实现思想其实比较简单，它在内部通过一个游标变量保存当前访问数组元素的索引，每次访问时游标自增1。部分源代码如下
private class Itr implements Iterator<E> {
int cursor; // index of next element to return
int lastRet = -1; // index of last element returned; -1 if no such
int expectedModCount = modCount;
public boolean hasNext() {
return cursor != size;
}
@SuppressWarnings("unchecked")
public E next() {
checkForComodification();
int i = cursor;
if (i >= size)
throw new NoSuchElementException();
Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
if (i >= elementData.length)
throw new ConcurrentModificationException();
cursor = i + 1;
//返回下一个数组元素
return (E) elementData[lastRet = i];
}
....
}
listIterator方法
该方法会返回一个迭代器ListIterator，它是Iterator的子类，它增加了向前遍历的方法和向头向尾添加元素的方法。它的实现思想和Iterator一样，也是在内部有一个游标变量去保存当前遍历元素在数组的索引值。部分源代码如下
private class ListItr extends Itr implements ListIterator<E> {
ListItr(int index) {
super();
cursor = index;
}
public boolean hasPrevious() {
return cursor != 0;
}
public int nextIndex() {
return cursor;
}
public int previousIndex() {
return cursor - 1;
}
@SuppressWarnings("unchecked")
public E previous() {
checkForComodification();
int i = cursor - 1;
if (i < 0)
throw new NoSuchElementException();
Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
if (i >= elementData.length)
throw new ConcurrentModificationException();
cursor = i;
//返回前一个数组元素
return (E) elementData[lastRet = i];
}
...
}
