ArrayList是Java集合框架中,我们平时用得最多的一种实现类。它的底层其实是数组实现,只不过是动态改变数据大小,来看源码。
1.类定义
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
首先是泛型;然后继承AbstractList,它是List接口的最直接实现类,主要实现了Iterable接口,ArrayList的iterator()就由它实现;接着实现List接口,RandomAccess,Cloneable, java.io.Serializable这些接口。
2.成员变量
private transient Object[] elementData; private int size;
elementData:用来存储数据的数组,ArrayList就是用它来存储数据。
size:数据的大小。
transient:表明序列化是不序列化此属性。如:
package serialize; import java.io.FileInputStream; import java.io.FileOutputStream; import java.io.ObjectInputStream; import java.io.ObjectOutputStream; import java.io.Serializable; public class TestTransient { public static void main(String[] args) { UserInfo userInfo = new UserInfo("张三", "123456"); System.out.println("before serialize: "+userInfo); try { // 序列化,被设置为transient的属性没有被序列化 ObjectOutputStream o = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream( "UserInfo.out")); o.writeObject(userInfo); o.close(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } try { // 重新读取内容 ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream( "UserInfo.out")); UserInfo readUserInfo = (UserInfo) in.readObject(); //读取后psw的内容为null System.out.println("after serialize: "+readUserInfo.toString()); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } } class UserInfo implements Serializable { private static final long serialVersionUID = 996890129747019948L; private String name; private transient String psw; public UserInfo(String name, String psw) { this.name = name; this.psw = psw; } public String toString() { return "name=" + name + ", psw=" + psw; } }
3.构造方法
public ArrayList(int initialCapacity) { super(); if (initialCapacity < 0) throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+ initialCapacity); this.elementData = new Object[initialCapacity]; }
带参数构造方法,initialCapacity初始化时指定数组大小。
public ArrayList() { this(10); }
不带参数构造方法,默认大小10个。如果我们提前知道所需数组大小,可以自己指定,不然到后面动态改变大小肯定会影响性能。
public ArrayList(Collection<? extends E> c) { elementData = c.toArray(); size = elementData.length; // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652) if (elementData.getClass() != Object[].class) elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class); }
参数为集合类的构造方法
4.add()方法
public boolean add(E e) { ensureCapacity(size + 1); // Increments modCount!! elementData[size++] = e; return true; }
首先调用ensureCapacity()确保数组容量足够大,然后再将e赋给索引为size的位置,size加1,来看ensureCapacity如何实现:
public void ensureCapacity(int minCapacity) { modCount++; int oldCapacity = elementData.length; if (minCapacity > oldCapacity) { Object oldData[] = elementData; int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1; if (newCapacity < minCapacity) newCapacity = minCapacity; // minCapacity is usually close to size, so this is a win: elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); } }
首先维护一个修改次数的变量modCount,它是在父类AbstractList中定义的,它在序列化的时候会用到。
然后比较我们传进来的数组大小minCapacity和数组原本的大小oldCapacity,如果小于oldCapacity说明数组容量够大,直接存储,反之则容量不够需要扩容,先扩容原来大小的一半加1,然后按这个大小创建一个个新的数组,把原来数组全部复制过来,再存储我们的数据。
所以只要调了ensureCapacity(),就可能要扩容数组。
5.get()方法
public E get(int index) { RangeCheck(index); return (E) elementData[index]; }
首先做个安全检查RangeCheck:
private void RangeCheck(int index) { if (index >= size) throw new IndexOutOfBoundsException( "Index: "+index+", Size: "+size); }
然后根据索引下列取值,因为是数组,所以ArrayList检索数据还是很快的。
6.remove()方法
public boolean remove(Object o) { if (o == null) { for (int index = 0; index < size; index++) if (elementData[index] == null) { fastRemove(index); return true; } } else { for (int index = 0; index < size; index++) if (o.equals(elementData[index])) { fastRemove(index); return true; } } return false; }
它先判断要删除对象是否为null,然后调用的是fastRemove快速删除第N个元素:
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; // Let gc do its work }
从第index+1个元素开始将后面每个元素往前挪一个位,并将剩下的最后一个元素置为null
7.contain()是否包含某个对象
public boolean contains(Object o) { return indexOf(o) >= 0; }
它调用了indexOf:
public int indexOf(Object o) { if (o == null) { for (int i = 0; i < size; i++) if (elementData[i]==null) return i; } else { for (int i = 0; i < size; i++) if (o.equals(elementData[i])) return i; } return -1; }
正向查找,返回元素最开始出现的索引值,还有反向查找的:
public int lastIndexOf(Object o) { if (o == null) { for (int i = size-1; i >= 0; i--) if (elementData[i]==null) return i; } else { for (int i = size-1; i >= 0; i--) if (o.equals(elementData[i])) return i; } return -1; }
返回元素最后出现的索引值。
8.toArray()
public Object[] toArray() { return Arrays.copyOf(elementData, size); }
当我们调用ArrayList中的 toArray(),可能遇到过抛出“java.lang.ClassCastException”异常的情况。如,将Object[]转换为的Integer[]则会抛出“java.lang.ClassCastException”异常,因为Java不支持向下转型。解决该问题的办法是调用 <T> T[] toArray(T[] contents) , 而不是 Object[] toArray()。
public <T> T[] toArray(T[] a) { if (a.length < size) // Make a new array of a's runtime type, but my contents: return (T[]) Arrays.copyOf(elementData, size, a.getClass()); System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, size); if (a.length > size) a[size] = null; return a; }
通常如下来用:
// toArray(T[] contents) public static Integer[] vectorToArray2(ArrayList<Integer> v) { Integer[] newText = (Integer[])v.toArray(new Integer[0]); return newText; }
9.trimToSize()
public void trimToSize() { modCount++; int oldCapacity = elementData.length; if (size < oldCapacity) { elementData = Arrays.copyOf(elementData, size); } }
按数组实际大小调整数据容量,有效使用内存空间。
10.ArrayList遍历方式
使用随机访问(即,通过索引序号访问)效率最高,而使用迭代器的效率最低!
11.ArrayList线程不安全,如果是多线程可以使用Vector或CopyOnWriteArrayList。
12.ArrayList因为是数组实现,所以添加(如果是在指定位置),删除,会重新拷贝元素,耗性能。如果添加,删除操作比较多可以使用LinkedList,因为它是基于链表实现,但检索性能没有ArrayList好。
参考自:
http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3308556.html
http://www.cnblogs.com/hzmark/archive/2012/12/20/ArrayList.html
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