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[Java]JDK1.8 ArrayList源码剖析（一）

2017-12-20 17:54 393 查看

类中常用到的变量和方法：

int DEFAULT_CAPACITY=10：默认容量大小，自动扩容时用到，而非构造时指定为容量大小

Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {}：空的数组

Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};：空的数组

Object[] elementData：实际保存数据的地方

int size：ArrayList的size（即包含的元素的个数）

modCount：记录ArrayList修改的次数

System.arraycopy()：（arrayList的增删方法都是基于这个方法实现）

System提供了一个静态方法arraycopy(),我们可以使用它来实现数组之间的复制。

这是一个native方法。

其函数原型是：
public static void (Object src, int srcPos, Object dest, int destPos, int length)
，src:源数组； srcPos:源数组要复制的起始位置；dest:目的数组； destPos:目的数组放置的起始位置； length:复制的长度。注意：src and dest都必须是同类型或者可以进行转换类型的数组．

这个函数可以实现自己到自己复制，比如：
int[] fun ={0,1,2,3,4,5,6}; System.arraycopy(fun,0,fun,3,3);
则结果为：{0,1,2,0,1,2,6};实现过程是这样的，先生成一个长度为length的临时数组,将fun数组中srcPos 到srcPos+length-1之间的数据拷贝到临时数组中，再执行System.arraycopy(临时数组,0,fun,3,3).

类的实现

继承关系： 继承自AbstractList类 实现了List接口、Serializable接口、Cloneable接口、RandomAccess接口

默认初始长度为10，若实例化时未指定初始大小，则使用默认初始长度

构造方法：

类中有一个Object[] elementData对象用于保存数据；

指定初始长度length：

若length>0，则用一个长度为size的Object类型的数组来实例化elementData；

若length=0，则将elementData指向一个长度为0的Object类型的常量数组；

若length<0，则抛出IllegalArgumentException异常。

不指定初始长度length，即使用默认构造方法：将elementData指向一个长度为0的Object类型的常量数组，与length=0时指向的是不同对象；

使用Collection对象c来构造：

将elementData指向c.toArray()，c.toArray()方法返回的是一个Object[]对象

若elementData.length等于零，则将elementData指向一个长度为0的Object类型的常量数组，（与用length=0来实例化对象相同）

若elementData.length不等于零：

c.toArray()返回的对象可能不是Object[]对象（错误代码是6260652），因为父类实例的具体类型，实际上是取决于在 new 时，我们所使用的子类类型

若c.toArray()返回的不是Object[]对象， 则将elementData指向Arrays.copyOf(elementData.toArray, size, Object[].class);

trimToSize()：将对象中elementData属性对象的大小设置为ArrayList实际的大小（初始设置的和动态增长的多余容量将会被删除掉），如下图，在执行trimToSize前elementData的长度为10，但al中实际元素个数为5，在执行trimToSize方法后，删除了elementData多余的长度






grow(int minCapacity)：对elementData进行扩容，（至少增加minCapacity）

indexOf(Object o)：for循环遍历elementData，找到与o相等的元素便返回下标。未找到则返回-1

lastIndexOf(Object o)：从尾到头for循环遍历elementData，找到与o相等的元素便返回下标。未找到则返回-1；

clone()：返回这个ArrayList的浅拷贝（该元素本身不被复制）

T[] toArray(T[] a)：以正确的顺序（从第一个元素到最后一个元素）返回一个包含这个列表中所有元素的数组。 返回数组的运行时类型是指定数组的运行时类型。 如果列表符合指定的数组，则返回其中。 否则，将使用指定数组的运行时类型和此列表的大小分配一个新数组。如果列表符合指定的数组并有空余空间（即数组的元素多于列表的元素），那么紧跟在集合结束之后的数组元素被设置为null 。 （如果调用者知道列表中没有包含任何空元素，这对确定列表的长度是很有用的。）

add(int index, E element) ：在指定下标处增加元素

先使用rangeCheckForAdd(int index)检查下标合法性，index>size || index < 0，则抛出IndexOutOfBoundsException

再使用ensureCapacityInternal（size + 1）增加elementData的容量

System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,size - index);


elementData[index] = element;


size++;


public E remove(int index)：将指定下标的后续元素向左移一位，然后删除列表中最后一个元素。

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;


12 . boolean remove(Object o)：删除list中第一个和o相等的元素

13. boolean addAll(Collection
<
? extends E
>
c) ：将c中的所有元素添加到list中

Object[] a = c.toArray();
int numNew = a.length;
ensureCapacityInternal(size + numNew);  // Increments modCount
System.arraycopy(a, 0, elementData, size, numNew);
size += numNew;
return numNew != 0;


14.
boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c)
：在指定下标出增加c中的所有元素，原list中index处及后续元素依次后移至c集合元素之后

rangeCheckForAdd(index);

Object[] a = c.toArray();
int numNew = a.length;
ensureCapacityInternal(size + numNew);  // Increments modCount

int numMoved = size - index;
if (numMoved > 0)
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + numNew, numMoved);

System.arraycopy(a, 0, elementData, index, numNew);
size += numNew;
return numNew != 0;


15.
void removeRange(int fromIndex, int toIndex)
：从list中按范围删除

modCount++;
int numMoved = size - toIndex;
System.arraycopy(elementData, toIndex, elementData, fromIndex, numMoved);

// clear to let GC do its work
int newSize = size - (toIndex-fromIndex);
for (int i = newSize; i < size; i++) {
elementData[i] = null;
}
size = newSize;


16.
boolean retainAll(Collection<?> c)
：调用
boolean batchRemove(Collection<?> c, boolean complement)
方法执行批量删除所有不存在于c中的元素

17.
boolean removeAll(Collection<?> c)
：调用
boolean batchRemove(Collection<?> c, boolean complement)
方法执行批量删除所有存在于c中的元素

18.
boolean batchRemove(Collection<?> c, boolean complement)
：complement用于标识是删除还是保留存在于c中的元素，complement==true
b749
是（16），否则是（17）

final Object[] elementData = this.elementData;
int r = 0, w = 0;
boolean modified = false;
try {
for (; r < size; r++)
if (c.contains(elementData[r]) == complement)
elementData[w++] = elementData[r];
} finally {
// Preserve behavioral compatibility with AbstractCollection,
// even if c.contains() throws.
if (r != size) {
System.arraycopy(elementData, r,
elementData, w,
size - r);
w += size - r;
}
if (w != size) {
// clear to let GC do its work
for (int i = w; i < size; i++)
elementData[i] = null;
modCount += size - w;
size = w;
modified = true;
}
}
return modified;


19.
void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
:将 ArrayList 实例的状态保存为一个流（即序列化它）

int expectedModCount = modCount;
s.defaultWriteObject();

// Write out size as capacity for behavioural compatibility with clone()
s.writeInt(size);

// Write out all elements in the proper order.
for (int i=0; i<size; i++) {
s.writeObject(elementData[i]);
}

if (modCount != expectedModCount) {
throw new ConcurrentModificationException();
}


20.
readObject(java.io.ObjectInputStream s)


elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;

// Read in size, and any hidden stuff
s.defaultReadObject();

// Read in capacity
s.readInt(); // ignored

if (size > 0) {
// be like clone(), allocate array based upon size not capacity
int capacity = calculateCapacity(elementData, size);
SharedSecrets.getJavaOISAccess().checkArray(s, Object[].class, capacity);
ensureCapacityInternal(size);

Object[] a = elementData;
// Read in all elements in the proper order.
for (int i=0; i<size; i++) {
a[i] = s.readObject();
}
}


21.
List<E> subList(int fromIndex, int toIndex)
：返回一个子List

subListRangeCheck(fromIndex, toIndex, size); //下标检查
return new SubList(this, 0, fromIndex, toIndex);//SubList是一个于ArrayList相似的内部类
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标签：  jdk arraylist 源码
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