ArrayList概述:
ArrayList是基於數組實現的,是一個動態數組,其容量能自動增長,類似於C語言中的動態申請內存,動態增長內存。
ArrayList不是線程安全的,只能用在單線程環境下,多線程環境下可以考慮用Collections.synchronizedList(List l)函數返回一個線程安全的ArrayList類,也可以使用concurrent並發包下的CopyOnWriteArrayList類。
ArrayList實現了Serializable接口,因此它支持序列化,能夠通過序列化傳輸,實現了RandomAccess接口,支持快速隨機訪問,實際上就是通過下標序號進行快速訪問,實現了Cloneable接口,能被克隆。
每個ArrayList實例都有一個容量,該容量是指用來存儲列表元素的數組的大小。它總是至少等於列表的大小。隨著向ArrayList中不斷添加元素,其容量也自動增長。自動增長會帶來數據向新數組的重新拷貝,因此,如果可預知數據量的多少,可在構造ArrayList時指定其容量。在添加大量元素前,應用程序也可以使用ensureCapacity操作來增加ArrayList實例的容量,這可以減少遞增式再分配的數量。
注意,此實現不是同步的。如果多個線程同時訪問一個ArrayList實例,而其中至少一個線程從結構上修改了列表,那麼它必須保持外部同步。
下面對java arraylist做一個記錄和總結吧
public class arraylist<E> { /** * 存放集合的元素* */ private transient Object[] elementData; /** 元素的大小*/ private int size;定義了一個泛型類,一個object的數組和一個私有變量來記錄該集合的元素數量,原文多了一個私有變量,我也不知道幹嘛用的,作者也沒解釋也沒提及到,我沒使用也沒事
/** * 根據指定大小初始化* @param initialCapacity */ public arraylist(int initialCapacity){ super(); if(initialCapacity<=0){ //拋異常throw new IllegalArgumentException("初始化參數不能小於0"); }else{ //初始化數組this.elementData=new Object[initialCapacity]; } } /** * 默認初始化*/ public arraylist(){ this(10); } /** * 根據一個集合類初始化* @param c 一個必須繼承了Collection接口的類*/ public arraylist(Collection<? extends E> c){ //初始化elementData=c.toArray(); size=elementData.length; //如果不是任意類型的數組就轉換Objec類型if (elementData.getClass() != Object[].class){ elementData=Arrays.copyOf(elementData,size, Object[].class); } } 3個初始化方法,根據默認大小進行數組的初始化,給定大小初始化和傳遞一個繼承了Collection集合接口的類進行轉換賦值初始化
/** * 擴容集合* @param minCapacity */ public void ensureCapacity(int minCapacity){ /** 當前數組的大小*/ int oldCapacity = elementData.length; if (minCapacity > oldCapacity) { /** * oldData 雖然沒有被使用,但是這是關於內存管理的原因和Arrays.copyOf()方法不是線程安全* oldData在if的生命週期內引用elementData這個變量,所以不會被GC回收掉* 當Arrays.copyOf()方法在把elementData複製到newCapacity時,就可以防止新的內存或是其他線程分配內存是elementData內存被侵占修改* 當結束是離開if,oldData週期就結束被回收*/ Object oldData[] = elementData; int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1; //增加50%+1 if (newCapacity < minCapacity) newCapacity = minCapacity; //使用Arrays.copyOf把集合的元素複製並生成一個新的數組elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); } }這是一個核心的方法,集合的擴容,其實是對數組的擴容,minCapacity集合的大小,進行對比判斷是否應該進行擴容,使用了Arrays.copyOf()方法進行擴容,
原文有進行詳細的解釋,這個方法把第一個參數的內容複製到一個新的數組中,數組的大小是第二個參數,並返回一個新的數組,關於oldData的變量上文有詳細的註釋
/** * 檢查索引是否出界* @param index */ private void RangeCheck(int index){ if(index > size || index < 0){ throw new IndexOutOfBoundsException("下標超出,Index: " + index + ", Size: " +size); } }一個下標的檢索是否出1 /**
* 添加元素* 將指定的元素添加到集合的末尾* @param e 添加的元素* @return */ public boolean add(E e){ ensureCapacity(size+1); elementData[size]=e; size++; return true; }添加元素,先進行擴容,在賦值,然後元素加一,注意size+1 字段size並沒有加一,這裡進行的是算術的運算,所以在後面才需要進行自增
/** * 添加元素* 將元素添加到指定的位置* @param index 指定的索引下標* @param element 元素* @return */ public boolean add(int index, E element){ RangeCheck(index); ensureCapacity(size+1); // 將elementData中從Index位置開始、長度為size-index的元素, // 拷貝到從下標為index+1位置開始的新的elementData數組中。 // 即將當前位於該位置的元素以及所有後續元素右移一個位置。 System.arraycopy(elementData, index, elementData, index+1, size-index); elementData[index]=element; size++;//元素加一return true; }這裡不同的是System.arraycopy(elementData, index, elementData, index+1, size-index);
這是一個c的內部方法,詳細的原文有解釋,這裡就不說了,這個也是整個ArrayList的核心所在,也Arrays.copyOf()的內部實現原理
/** * 添加全部元素* 按照指定collection的迭代器所返回的元素順序,將該collection中的所有元素添加到此列表的尾部。 * @param c * @return */ public boolean addAll(Collection < ? extends E>c){ Object[] newElement=c.toArray(); int elementLength=newElement.length; ensureCapacity(size+elementLength); //從newElement 0的下標開始,elementLength個元素,elementData size的下標System.arraycopy(newElement, 0, elementData, size, elementLength); size+=elementLength; return elementLength!=0; }基本上其他方法都只是根據不同的情況進行不同的處理,比如通過接口把數據對像傳遞進來然後獲取長度進行擴容,在把數據使用System,arraycopy複製到新的數組中
/** * 指定位置,添加全部元素* @param index 插入位置的下標* @param c 插入的元素集合* @return */ public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c){ if(index > size || index < 0){ throw new IndexOutOfBoundsException("Index: " + index + ", Size: " +size); } Object[] newElement=c.toArray(); int elementLength=newElement.length; ensureCapacity(size+elementLength); int numMoved=size-index; //判斷插入的位置是否在數組中間if(numMoved>0){ //把index插入位置的後面的所有元素往後移//elementData index下標開始的numMoved個元素插入到elementData 的index+elementLength位置System.arraycopy(elementData, index, elementData, index+elementLength, numMoved); } //把newElement裡從0開始的elementLength個元素添加到elementData index開始的位置System.arraycopy(newElement, 0, elementData, index, elementLength); size += elementLength; return elementLength != 0; } /** * 指定下標賦值* @param index * @param element * @return */ public E set(int index,E element){ RangeCheck(index); E oldElement=(E)elementData[index]; elementData[index]=element; return oldElement; } /** * 根據下標取值* @param index * @return */ public E get(int index){ RangeCheck(index); return (E)elementData[index]; } /** * 根據下標移除元素* @param index */ public E remove(int index){ RangeCheck(index); E oldElement=(E)elementData[index]; /** 移除的下標後面的元素數量*/ int numMoved=size-index-1; //如果在數組範圍內就進行移動if(numMoved>0) System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index, numMoved); //移除elementData[--size]=null; return oldElement; } /** * 根據元素移除* @param obj * @return */ public boolean remove(Object obj){ //Arraylist允許存放null,所以也要進行判斷處理if(obj==null){ for(int index=0;index<size;index++){ if(elementData[index]==null){ remove(index); return true; } } }else{ for(int index=0;index<size;index++){ if(obj.equals(elementData[index])){ remove(index); return true; } } } return false; } /** * 根據下標移除指定範圍內的元素* @param fromIndex 開始* @param toIndex 結束*/ protected void removeRange(int fromIndex, int toIndex){ RangeCheck(fromIndex); RangeCheck(toIndex); //要移動的元素數int numMoved = size - toIndex; //把toIndex後面的元素移動到fromIndex System.arraycopy(elementData, toIndex, elementData, fromIndex, numMoved); //要移除的元素數量int newSize=size-(toIndex-fromIndex); while(size!=newSize){ elementData[--size]=null; } } /** * 把數組容量調整到實際的容量*/ public void trimToSize(){ int leng=elementData.length; if(size<leng){ Object[] old=elementData; elementData=Arrays.copyOf(elementData, size); } } /** * 把集合元素轉換成數組* @return */ public Object[] toArray(){ return Arrays.copyOf(elementData, size); } public <T>T[] toArray(T[] a){ if(a.length<size){ return (T[]) Arrays.copyOf(elementData,size, a.getClass()); } //把集合元素複製到a數組中System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, size); if (a.length > size){ for(int index=size;index<a.length;index++){ a[index] = null; } } return a; }基本上都是對數組進行操作和使用c的方法進行賦值移動等,詳細的可以查看原文,原文中除了那個私有變量外也沒多少問題,代碼可以完美運行,這李要注意的和難點就會是System,arraycopy和Arrayist.copy()這2個方法和在擴容方法裡oldData這個變量的使用,這個變量真的很好,一開始我也不知道為什麼要這麼使用,在原文的末尾會進行解釋。
以上所述是小編給大家介紹的Java ArrayList 實現實例講解,希望對大家有所幫助,如果大家有任何疑問歡迎給我留言,小編會及時回復大家的,在此也非常感謝大家對武林網網站的支持!