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ArrayList源碼分析

myeveryheart / 2938人閱讀

摘要:源碼分析類的實現(xiàn)接口及繼承父類和和都實現(xiàn)了接口。這個接口的作用是實現(xiàn)它能夠支持快速隨機訪問。在取出值的時候利用范型轉為聲明的類型。如果等于則初始化為空如果小于則拋出異常。并且設置為傳入的大小。常用方法解析的元素數(shù)方法很簡單直接返回值的大小。

ArrayList源碼分析 類的實現(xiàn)接口及繼承父類
 public class ArrayList extends AbstractList. implements List, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable

AbstractList 和 List

ArrayList 和AbstractList 都實現(xiàn)了List接口。
并且AbstractList是ArrayList的父類。

RandomAccess

RandomAccess接口里沒有方法需要實現(xiàn)。這是一個很特別的空接口。這個接口的作用是:

List實現(xiàn)它能夠支持快速隨機訪問。主要能提高隨機訪問的性能。
 for (int i=0, n=list.size(); i < n; i++)
    list.get(i);
比下面這種快。
for (Iterator i=list.iterator();i.hasNext(); )
    i.next();
Cloneable

此接口也是一個空接口,實現(xiàn)次接口,需要重寫object對象的clone()方法,并且方法是訪問權限是public的。

clone()是值拷貝,即為淺拷貝。

測試是否為淺拷貝:

拷貝對象:

package xuelongjiang.ArrayListCloneTest;

/**
 * @author xuelongjiang
 */
public class User {

private String name ;

private Integer sex;

public User() {
}

public User(String name, Integer sex) {
    this.name = name;
    this.sex = sex;
}

public String getName() {
    return name;
}

public void setName(String name) {
    this.name = name;
}

public Integer getSex() {
    return sex;
}

public void setSex(Integer sex) {
    this.sex = sex;
}


@Override
public String toString() {
    return "User{" +
            "name="" + name + """ +
            ", sex=" + sex +
                    "http://
" +
            getClass().getName() + "@" + Integer.toHexString(hashCode())+
            "}";
}

}

測試類:

package xuelongjiang.ArrayListCloneTest;


import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 *
 * 結論: clone 是淺拷貝 值相同,對象的引用相同
 * @author xuelongjiang
 */
public class CloneObject {


public static void main(String[] args) {


    ArrayList userList = new ArrayList<>();
    userList.add(new User("xue",1));
    userList.add(new User("lisi",2));

    System.out.println("------------原始值-------------");
    for(User user : userList){
        System.out.println(user);
    }


    List cloneList  = (List) userList.clone();
    System.out.println("------------拷貝值-------------");
    for(User user : cloneList){
        System.out.println(user);
    }


}

}

輸出:

------------原始值-------------
User{name="xue", sex=1//
xuelongjiang.ArrayListCloneTest.User@2d98a335}
User{name="lisi", sex=2//
xuelongjiang.ArrayListCloneTest.User@16b98e56}
------------拷貝值-------------
User{name="xue", sex=1//
xuelongjiang.ArrayListCloneTest.User@2d98a335}
User{name="lisi", sex=2//
xuelongjiang.ArrayListCloneTest.User@16b98e56}
實現(xiàn)ArrayList的容器

ArrayList的底層實現(xiàn)為數(shù)組。

 transient Object[] elementData; 

從上面我們可以看出數(shù)組為obejct。在取出值的時候利用范型轉為聲明的類型。

構造方法

ArrayList 有三個構造方法

第一種構造方法:
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}

如果使用無參的構造方法,則初始化的數(shù)組為空(注意不為null)。

第二種構造方法
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);
}
}

如果初始化的容器值大于0,則初始化為這個值。如果等于0 則初始化為空

 private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};

如果小于0則拋出異常。

第三種構造方法:
    public ArrayList(Collection c) {
elementData = c.toArray();
if ((size = elementData.length) != 0) {
    // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
    if (elementData.getClass() != Object[].class)
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
} else {
    // replace with empty array.
    this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
}
}

由于ArrayList的底層實現(xiàn)是Object[] 需要把Collection轉為Object[]。并且設置size為傳入的Collection大小。

常用方法解析 size() list的元素數(shù)

size方法很簡單直接返回size值的大小。

private int size;

public int size() {
    return size;
}
add()

在add方法中會對elemenrData進行擴容,如果不需要擴容或者擴容完成了,就把需要添加的元素放入elementData中,并且size自增。

public boolean add(E e) {
      ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}

在ensureCapacityInternal中如果容器為空,比較需要擴容的大小和DEFAULT_CAPACITY(= 10)
如果大于DEFAULT_CAPACITY,則使用本次傳入的否則設置容量為DEFAULT_CAPACITY。

private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
    minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}

ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}

ensureExplicitCapacity方法:

private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;

// overflow-conscious code
if (minCapacity - elementData.length > 0)
    grow(minCapacity);
}

如果本次需要的擴容大于elementData的長度,則調(diào)用grow方法擴容。

private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;//1
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);//2
if (newCapacity - minCapacity < 0)
    newCapacity = minCapacity;//3
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
    newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);//4
// minCapacity is usually close to size, so this is a win:
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);//5
}

獲取當前容器的大小

計算新的擴容大小:擴容1.5倍

如果默認擴容小于本次需要擴容的大小,則設置為本次需要的擴容大小,否則設為默認擴容

private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;

     public static final int   MAX_VALUE = 0x7fffffff;//2的31次方,大于20多億

如果本次需要的擴容大于MAX_ARRAY_SIZE,則容器設置為Integer.MAX_VALUE,如果等于MAX_ARRAY_SIZE則設為MAX_ARRAY_SIZE。

拷貝生成擴容后的容器

remove()
    public E remove(int index) {
    rangeCheck(index);//1
       modCount++;
       E oldValue = elementData(index);//2

            int numMoved = size - index - 1;//3
        if (numMoved > 0)
    System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                     numMoved);//4
    elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
    return oldValue;
    }    

移除元素后,需要把它之后的雖有元素向前移動1位。

檢查索引是否超出范圍

返回被移除的元素

需要向前移動的元素數(shù)

移動元素:拷貝

contains() 是否包含某元素
public boolean contains(Object o) {
return indexOf(o) >= 0;
}

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;
}

循環(huán)容器判斷每一個元素是否和目標值相等。
**注意:如果是對象的話這里比較的對象的引用,在開發(fā)中很多時候我們要比較的實體,實體映射的是數(shù)據(jù)庫里的一條記錄,比較的其實是主鍵是否相等,所以如果
是這種情況需要重寫equal方法及hashCode方法**

clear()
public void clear() {
modCount++;

// clear to let GC do its work
for (int i = 0; i < size; i++)
    elementData[i] = null;

size = 0;
}

把容器中的每個元素的值設為null,之后垃圾回收機制會收回被使用的內(nèi)存。

迭代器

java5之后,集合框架可以使用迭代器,并且提供了foreach語法糖。

public Iterator iterator() {
return new Itr();
}

public E next()
public boolean hasNext()

迭代器模式:https://blog.csdn.net/u013565...

開發(fā)中的易犯錯誤

https://blog.csdn.net/u013565...

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