ArrayList 的常见用法及对应源码介绍

1、介绍

ArrayList其实就是对数组的封装，在数组的基础上实现了很多功能，增删改查等，是一个动态数组，它继承了AbstractList抽象类，实现了List, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable这些接口。

2、使用

1、几种定义方法：

ArrayList list = new ArrayList();
ArrayList<String> list1 = new ArrayList<String>();
ArrayList<String> list2 = new ArrayList<>();
ArrayList list3 = new ArrayList(20);
ArrayList<String> list4 = new ArrayList<>(list1);

第一种定义方法可以装不同的对象进去，有<>的定义方法都只能装确定的耨个对象。

第二种定义方法和第三种是一样的。

第四种方法指定了数组的长度。

第五种是将一个已有的列表的数组复制给当前这个列表的数组。

这些定义方法都是依据对应的构造方法得来的，ArrayList有三种构造方法：

(1)、

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

这个构造方法初始化时就令数组为空。

(2)、

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

初始化的时候建立一个值为initialCapacity的数组，也就是我们传进去的值。

(3)、

public ArrayLis
4000
t(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);
}

初始化的时候讲传入集合的数组复制给当前数组。

2、增加元素操作

①、list.add(1);

直接在列表末尾添加，源码：

public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1);  // 判断列表容量是否足够
elementData[size++] = e; //添加元素
return true;
}

private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
//判断数组是否为空，为空就将默认大小10赋值给变量
if (elementData == EMPTY_ELEMENTDATA) {
minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
// 再判断容量是否不够
ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}

private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;//这个参数用于保持一致性（增删操作都会有这个语句）

// 如果容量不够，就增加容量
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}

private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;
//将容量变为原来容量的1.5倍
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
// minCapacity is usually close to size, so this is a win:
//将数组的容量通过复制的方式扩大
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}

②、list.add(2,2);在确定的索引处添加这个元素，后面的元素依次后移。但是这个操作的确定索引值能超过当前数组的真实元素个数。

public void add(int index, E element) {
//检查当前索引是否大于了元素的真实个数，大于就抛出异常
rangeCheckForAdd(index);
//检查容量是否足够
ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
//通过赋值的方法让索引处及后面的值依次后移移为
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
size - index);
//在索引处赋值
elementData[index] = element;
//元素真实个数加1
size++;
}

private void rangeCheckForAdd(int index) {
//索引值大于真实个数或者＜0抛出异常
if (index > size || index < 0)
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}

3、删除元素

①、list.clear();删除所有的元素

public void clear() {
modCount++;

// 删除所有元素
for (int i = 0; i < size; i++)
elementData[i] = null;
//真实个数为0
size = 0;
}

②、list.remove(2);删除固定索引点的值

public E remove(int index) {
//判断索引值是否有效
rangeCheck(index);

modCount++;
//保存当前索引的值
E oldValue = elementData(index);
//索引后面元素的个数（要复制的元素的个数）
int numMoved = size - index - 1;
//通过复制的方法依次往前移动一位
if (numMoved > 0)
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
numMoved);
//真实值减1并且最后一位值null
elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
//返回原值
return oldValue;
}

4、修改元素

list.set(2, 90);指定某个位置的元素值。

public E set(int index, E element) {
//判断索引值是否有效
rangeCheck(index);
//保存原索引的值
E oldValue = elementData(index);
//赋值
elementData[index] = element;
//返回原索引的值
return oldValue;
}

5、查找元素

①、list.contains(2);是否包含，返回true或者false。

//判断是否包含
public boolean contains(Object o) {
//索引值>=0就返回真
return indexOf(o) >= 0;
}
//返回对应元素的索引值，从前往后找
public int indexOf(Object o) {
//如果元素是空值的查找方式
if (o == null) {
for (int i = 0; i < size; i++)
if (elementData[i]==null)
return i;
} else {
//不是空值的查找方式
for (int i = 0; i < size; i++)
if (o.equals(elementData[i]))
return i;
}
return -1;
}

这里两者查找方式当值为null的时候用==，而其余用equals是因为，equals是对比对象的值，是表面的东西，如果我们两个指向的对象有两个属性，并且属性也相等，那么equals会返回true，但是如果值为null的话根本就没有指向，再用equals会出现空指针访问的错误，所哟直接用==对比两个变量是否相等即可。

②、list.indexOf(2);从前往后找，返回索引值

③、list.lastIndexOf(2);从后往前找，返回索引值

跟indexof的区别就是一个循环从小到大，另一个从大到小。

6、获取某个索引的值

list.get(1)；

public E get(int index) {
//判断索引是否有效
rangeCheck(index);
//直接返回对应元素的值
return elementData(index);
}
//直接返回元素的值
E elementData(int index) {
return (E) elementData[index];
}

7、三种遍历方式

①、for

for(int i=0;i<list.size();i++){
System.out.println("index="+i+",value="+list.get(i));
}

②、foreach

for (Integer integer : list) {
System.out.println(integer);
}

③、迭代器

Iterator<Integer> iterator = list.iterator();
while(iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());
}

这里写了一段测试代码测试三总遍历方式下的速度对比：

public static void forGet(ArrayList<Integer> list1){
Integer vInteger = null;
for(int i=0;i<list1.size();i++){
vInteger = list1.get(i);
}
}
public static void iteratorGet(ArrayList<Integer> list1){
Iterator<Integer> iterator = list1.iterator();
Integer vInteger = null;
while(iterator.hasNext()){
vInteger = iterator.next();
}
}
public static void foreachGet(ArrayList<Integer> list1){
Integer vInteger = null;
for (Integer integer : list1){
vInteger = integer;
}
}
public static void getMs(ArrayList<Integer> list,int type){
long startMs,endMs,ms;
startMs = System.currentTimeMillis();
switch (type) {
case 1:forGet(list);break;
case 2:iteratorGet(list);break;
case 3:foreachGet(list);break;
}
endMs = System.currentTimeMillis();
ms = endMs - startMs;
System.out.println(ms);
}

public static void main(String[] args) {
ArrayList<Integer> list1 = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i <1000; i++) {
list1.add(1);
}
getMs(list1,1);
getMs(list1,2);
getMs(list1,3);
}

当i为1000时，输出时间为0，1，0，证明for和
cb9a
foreach方式速度差不多，但是迭代器慢。

当i为10000时，输出时间为1，2，1，结论如上

当i为100000时，输出时间为4，6，4，结论如上

当i为1000000时，输出时间为5，8，6，for最快

当i为10000000时，输出时间为9，14，12，结论如上

当i为100000000时，输出时间为56，90，89，结论如上

可以看出，迭代器始终是最慢的，遍历个数较少的时候for和foreach是差不多的，随着遍历个数的增加，for就是最快的了。

8、将list转为数组

有两种写法，第一种是

Integer[] integers = list.toArray();

这种情况会报出cannot convert from Object[] to Integer[]的错误，查看源码：

public Object[] toArray() {
return Arrays.copyOf(elementData, size);
}

toAarray返回的是一个object类型的数组，在java中大类型是不能转为小类型的。

另一种写法:

Integer[] integers = (Integer[])list1.toArray(new Integer[0]);

public <T> T[] toArray(T[] a) {
if (a.length < size)
//如果传入的数组长度小于列表内数组的真实元素个数，那么把本数组拷贝给传入的数组并返回
return (T[]) Arrays.copyOf(elementData, size, a.getClass());
//将本数组元素复制给传入的数组
System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, size);
//将多出的部分赋值为null
if (a.length > size)
a[size] = null;
return a;
}

3、fail-fast机制

当多个线程对同一个集合内的东西进行操作时，就可能产生fail-fast事件。测试代码如下：

第一步实现Runnable接口

public class TestArrayList implements Runnable

第二步实现run方法：

public void run() {
// TODO Auto-generated method stub
for (int i = 2; i >0; i--) {
list.add(1);
list.add(2);
list.add(1);
list.add(2);
list.add(1);
printList();//遍历
}
}

然后实现遍历：

    public void printList(){
Iterator<Integer> iterator = list.iterator();
while(iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());
}
}

最后main中调用：

TestArrayList testArrayList = new TestArrayList();
Thread thread1 = new Thread(testArrayList);
Thread thread2 = new Thread(testArrayList);
thread1.start();
thread2.start();

运行发现java.util.ConcurrentModificationException的错误，再往下看发现：

java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification的错误。进入到错误处发现是迭代器实现部分报错了，具体错误代码：

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

可以看到是由于modCount发生改变而报出的错误，再我们的增加和删除操作中都会有modCount的改变，而这里两个线程都有增加操作，所以报出了错误，然后发现我们的set方法中没有modCount的改变，所以采用set方法进行测试。

添加程序：

public void listInit()
{
for (int i = 0; i <6; i++) {
list.add(2);
}
}

run方法改为：

public void run() {
// TODO Auto-generated method stub
for (int i = 2; i >0; i--) {
/*          list.add(1);
list.add(2);
list.add(1);
list.add(2);
list.add(1);*/
list.set(1, 1);
list.set(2, 1);
list.set(3, 1);
list.set(4, 1);
list.set(5, 1);

printList();
}

}

main中改为：

TestArrayList testArrayList = new TestArrayList();
testArrayList.listInit();
Thread thread1 = new Thread(testArrayList);
Thread thread2 = new Thread(testArrayList);
thread1.start();
thread2.start();

最终发现并没有发现错误，所以可以判断就是因为modCount导致了这个现象，那如果这样的话其实不需要多线程也会有这个现象，在遍历的时候进行删除操作即可。

main函数修改为：

Integer integer = null;
ArrayList<Integer> list1 = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i <10; i++) {
list1.add(i);
}
Iterator<Integer> iterator = list1.iterator();
while(iterator.hasNext()){
integer = iterator.next();
if(integer == 5)
list1.remove(5);
}

这次同样报出了java.util.ConcurrentModificationException

at java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(ArrayList.java:859)

所以证明了推测是正确的。