数据结构之顺序存储结构(ArrayList源码分析)

        数据结构是数据在计算机内存或磁盘中的组织形式。按照逻辑结构来划分，可分为集合结构、线性结构、树形结构、图形结构；按照存储结构来划分可分为顺序存储结构和链式存储结构。以下简单介绍顺序存储结构：

        顺序存储结构是每个元素挨着下一个元素，存储位置连续，这种数据结构的好处就是方便获得各个元素的内存地址。在java中，使用这种数据结构的类有ArrayList，以下对ArrayList源码进行分析。

       打开ArrayList类，其构造方法：

       public ArrayList() {
this(10);
}

public ArrayList(int initialCapacity) {
super();
if (initialCapacity < 0)
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+initialCapacity);
this.elementData = new Object[initialCapacity];
}

        当你new ArrayList()时，会调用无参构造方法，在无参构造方法中又指向有参构造方法，在有参构造方法中，指定创建长度为10的Object数组，其实数组就是顺序存储结构。分析ArrayList，无非就是其增删改查。先看看它如何添加一个数据：
public boolean add(E e) {
ensureCapacity(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}

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);
}
}

        其中size表示数组的长度，也就是ArrayList的长度，每add一次，size就加1，再看ensureCapacity()方法，首先是对原始数组长度和现在增加一个后的长度做对比，如果现在的长度已经大于原始的长度了，就必须对原来数组进行扩容，int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1;然后把原始数组复制到新长度的数组里面，elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);这个就是添加一个数据的过程。好，接下来看一下删除一个数据的过程：

public E remove(int index) {
RangeCheck(index);

modCount++;
E oldValue = (E) elementData[index];

int numMoved = size - index - 1;
if (numMoved > 0)
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
numMoved);
elementData[--size] = null; // Let gc do its work

return oldValue;
}

        首先，是根据下标值index来删除，先用RangeCheck()这个方法判断你传入的index是否越过你数组的长度，如果越过了就会报IndexOutOfBoundsException异常，没有的话就进行删除操作；int numMoved = size - index - 1;其中numMoved是表示删除某个元素后，需要向前移动元素的个数；如果numMoved大于0，说明你删除的不是最后一个元素，需要移动你删除那个元素后面的其他元素；
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,numMoved);这句代码的意思就是把原数组删掉你要删除的元素，然后这个删除的元素后面的元素全部往前移动一位，构成新的数组重新赋给elementData；这就是ArrayList删除一个元素的过程。

        接下来，看一下ArrayList获取数据的方法：

public E get(int index) {
RangeCheck(index);

return (E) elementData[index];
}        这个比较简单，同样先判断你传入的index是否会脚标越界，不会的话直接返回数组里面index对应的值。
        接着看，ArrayList修改的数据的方法：

public E set(int index, E element) {
RangeCheck(index);

E oldValue = (E) elementData[index];
elementData[index] = element;
return oldValue;
}

       根据index来修改对应的值，把新的值直接赋给elementData[index]，达到修改的目的。
       当然，ArrayList还有很多方法，在这里就不细细分析了。在看ArrayList源码后，总结如下，顺序存储结构在增删方面对资源开销比较大，因为你每增删一个元素，后面的元素必须都向前移动，但在查询方面还是比较快的，因为我们可以根据下标值去获取对应的值，这也是这种数据结构的优点，好了，本文到此，作为学习记录！