【java集合】ArrayList源码分析

ArrayList是一种基于数组实现的集合类，也是平常经常使用到的集合。其特性归纳如下：

特性	值
是否顺序存储	顺序
是否可重复存储	可以
是否可存储null	可以
是否线程安全	非线程安全

ArrayList的属性

首先列举一下ArrayList主要属性，方便大家理解和本文的说明：

属性	说明
elementData	ArrayList是基于数组实现的，这就是ArrayList用于存储
size	存储元素的总数
threshold	临界值，当元素数量大于thresholdthreshold，会进行扩容操作

新建一个ArrayList

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

public ArrayList() {
super();
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
}

和HashMap一样，在新建ArrzyList时可以选择是否指定容量，同样建议在可以的情况下，尽量指定一个容量，有利于提高效率。

add方法

先看一下

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

作用是添加一个元素到列表的最后面，先看一下第一行代码：

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

ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}

在容量不够的情况下，对存放元素的数组进行扩容，每次新增一个长度。因为数组的长度是固定的，所以使用 Arrays.copyOf，新建一个长度是目前1.5倍的数组，并且复制原数组的数据。

ArrayList可以在指定的索引位置，添加元素：

public void add(int index, E element) {
rangeCheckForAdd(index);
ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
size - index);
elementData[index] = element;
size++;
}

先判断指定的索引是否有越界，和add(E element)还不一样的地方是第4行，还需要对于index之后的元素都复制到index+1的位置。

get方法

get方法很简单，先判断指定的索引是否有越界，在直接返回指定索引的数据。因此ArrzyList的get方法时间复杂度是1，效率很高。

public E get(int index) {
rangeCheck(index);
return elementData(index);
}

set方法

也很简单，取出之前的元素，设置新的元素，时间复杂度也是1。

public E set(int index, E element) {
rangeCheck(index);
E oldValue = elementData(index);
elementData[index] = element;
return oldValue;
}

remove方法

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

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

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

return oldValue;
}

也是使用了上面提高的数组复制，把index之后的所有元素，复制到index-1，相当于向前挪了一位。

总结

1.ArrayList是基于数组实现的一个集合类

2.ArrayList的get，set，add(Element,e)的效率都很高，时间复杂为O(1)

3.ArrayList的remove,add(int index, E element),时间复杂为O(n)。如果有大量的这2个的操作，可以使用LinkedList

4.ArrayList是非线程安全的