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【源码解析】扒开ArrayList的外衣

积千里跬步，汇万里江河；每天进步一点点，终有一天将成大佬。

本文内容

当然ArrayList里的方法不止这些，本文主要讲一些常用的方法

方法变量

Arraylist 里的方法变量主要有以下几个

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1. 构造方法

1.1 有参构造

1.1.1 传入数组的大小

1.1.1.1代码实现

List<String> list=new ArrayList<>(5);

1.1.1.2源码解析

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1.1.2 传入一个list对象

其实这个就相当于把传入的list对象里的数据 复制 到新的ArrayList对象

1.1.2.1 代码实现

List<String> list=new ArrayList<>(Arrays.asList("z","m","h"));

这里用来 Arrays 工具类里的 asList 方法，它的源码里是直接返回一个List，有兴趣的可以去看看，这里就不介绍了

1.1.2.2 源码解析

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1.2 无参构造

这个比较简单，直接赋值一个空数组

1.2.1代码实现

List<String> list=new ArrayList<>();

1.2.2源码解析

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2. add方法

add一般常用的有两个方法，一个就是 add(E e) 在尾部添加数据，一个就是 add(int index,E element) 在指定位置插入元素

2.1 add(E e)

这个是 Arrayist 的主要方法，平时用的也是最多的方法之一，所以源码比较复杂，比较长

2.1.1 代码实现

List<String> list=new ArrayList<>();
list.add("灰灰HK");

2.1.2 源码解析

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ensureCapacityInternal(int minCapacity) 确保数组容量充足

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calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity)

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再回到 ensureExplicitCapacity(int minCapacity) 这个方法，这个方法先 修改次数加1 ，然后判断 size+1 是不是比当前的数组容量大，如果比当前的数组容量大，则进行扩容操作，扩大容量为原数组的 1.5倍

比如第二次调用add方法，此时 size+1=2 , elementData.length=10 ,为什么等于10呢？因为第一次默认把数组容量从0扩大到了10,这时 size+1 比 elementData.length 小，就不会进行扩容操作

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grow(int minCapacity) 扩容

这里调用 Arrays.copyOf() 方法进行复制操作，当进一步深入这个方法时，发现是由 System.arraycopy() 这个方法实现复制功能的，这个方法由 native 关键字修饰，表示不是由 Java 语言实现的，一般是c/cpp实现

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2.1.3 小结

到这里，add的方法流程就走完了，其核心步骤：

第一次
原大小的1.5倍
System.arraycopy()

2.2 add(int index, E element)

该方法为在指定位置插入元素，该位置及后面所有元素后移

2.2.1 代码实现

List<String> list=new ArrayList<>();
list.add("hk");
list.add(0,"灰灰");

2.2.2 源码解析

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可以看到，这边又用到了 System.arraycopy() 这个方法

rangeCheckForAdd(int index) 判断是否越界

这里他是和 size 对比，而不是和数组的 length 对比，我个人认为这样第一节省了空间，第二方便后面移动的操作

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System.arraycopy() 拷贝数组

public static native void arraycopy(Object src,  int  srcPos,
                                     Object dest, int destPos,
                                    int length)

src 原数组对象
srcPos 原数组起始位置
dest 目标数组
destPos 目标数组起始位置
length 复制多少个数据

2.2.3 小结

插入方法其主要步骤如下:

检查插入的位置是否越界
检查数组容量是否充足，不充足进行扩容相关操作
调用 System.arraycopy() 进行 index 及后面的元素后移

3. get方法

3.1 get(int index)

3.1.1 代码实现

List<String> list=new ArrayList<>();
list.add("hk");
list.get(0);

3.1.2 源码解析

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rangeCheck(int index) 判断是否越界

get个add方法判断越界的方法是不一样的，这边是 index>=size ,多了个 等于 ，为什么要多个等于呢？因为数组是从0开始的，而size 相当于 是开始的从1开始的

private void rangeCheck(int index) {
    if (index >= size)
        throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}

elementData(int index) 直接返回对应下标的数组元素

E elementData(int index) {
    return (E) elementData[index];
}

3.1.3 小结

get方法比较简单，主要步骤为：

检查是否越界
返回对应元素

4. set方法

4.1 set(int index, E element)

4.1.1 代码实现

List<String> list=new ArrayList<>();
list.add("hk");
list.set(0,"灰灰");

4.1.2 源码解析

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5. remove方法

5.1 remove(int index)

5.1.1 代码实现

List<String> list=new ArrayList<>();
list.add("hk");
list.remove(0);

5.1.2 源码解析

当删除的元素为最后一个元素时， numMoved 就小于0了，就不会进行移动元素的操作

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5.2 remove(Object o)

这个方法在实际中用的比较少，因为 AraryList 是可以保存重复的元素，所以删除是 删除最早添加的元素

5.2.1 代码实现

List<String> list=new ArrayList<>();
list.add("hk");
list.remove("hk");

5.2.2 源码解析

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fastRemove(int index) 删除元素

这个方法和remove(int index)内部的操作类似，不过这边不保存被删除的元素

private void fastRemove(int index) {
    modCount++;
    int numMoved = size - index - 1;
    if (numMoved > 0)
        System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                         numMoved);
    elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
}

6. clear方法

6.1 clear()

6.1.1 代码实现

List<String> list=new ArrayList<>();
list.add("hk");
list.clear();

6.1.2 源码分析

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总结

ArrayList 底层扩容或者移动数组元素时都调用了 System.arraycopy() 来进行相关操作，平时进行我们进行数组复制或移动的时候也可以调用这个方法了，这个性能比循环复制性能高多了，特别是在大量数据的时候。

文章好几次出现了 modCount++ 这个操作，这个 modCount 主要用户内部类的迭代器

原文 https://segmentfault.com/a/1190000021482778

正文到此结束

所属分类：编程技术 Java

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1. 构造方法

1.1 有参构造

1.1.1 传入数组的大小

1.1.1.1代码实现

1.1.1.2源码解析

1.1.2 传入一个list对象

1.1.2.1 代码实现

1.1.2.2 源码解析

1.2 无参构造

1.2.1代码实现

1.2.2源码解析

2. add方法

2.1 add(E e)

2.1.1 代码实现

2.1.2 源码解析

2.1.3 小结

2.2 add(int index, E element)

2.2.1 代码实现

2.2.2 源码解析

2.2.3 小结

3. get方法

3.1 get(int index)

3.1.1 代码实现

3.1.2 源码解析

3.1.3 小结

4. set方法

4.1 set(int index, E element)

4.1.1 代码实现

4.1.2 源码解析

5. remove方法

5.1 remove(int index)

5.1.1 代码实现

5.1.2 源码解析

5.2 remove(Object o)

5.2.1 代码实现

5.2.2 源码解析

6. clear方法

6.1 clear()

6.1.1 代码实现

6.1.2 源码分析

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