Java集合:ArrayList使用详解及源码分析

1 使用方法

  ArrayList是数组队列,可以实现容量的动态增长。ArrayList类继承了AbstractList抽象类并且实现了List、RandomAccess,Cloneable以及java.io.Serializable接口。
public class ArrayList extends AbstractList implements List, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
AbstractList类继承了AbstractCollection类并实现了List接口。
  实现RandomAccess接口使ArrayList拥有随机访问的能力,即通过下表索引访问数组元素。
  实现Cloneable接口重写了接口定义的clone()方法,ArrayList可以使用clone()复制数组。
  实现 java.io.Serializable接口使ArrayList支持序列化。

1.1 方法介绍

  ArrayList提供了增加、删除、判空等操作,具体提供的方法如下:

// Collection中定义的API
boolean             add(E object)  //增加元素
boolean             addAll(Collection<? extends E> collection) //复制另一个Collection中的所有元素
void                clear() //清空数组
boolean             contains(Object object) //判断数组中是否包含object
boolean             containsAll(Collection<?> collection) //判断另一个数组是否是这个数组的子集
boolean             equals(Object object) //判断元素是否相等
int                 hashCode() //获取hash code
boolean             isEmpty() //判空
Iterator<E>         iterator() //迭代器
boolean             remove(Object object) //删除元素
boolean             removeAll(Collection<?> collection)  //删除collection包含的元素
boolean             retainAll(Collection<?> collection) //保留collection包含的元素
int                 size() //获取数组大小
<T> T[]             toArray(T[] array)  //转换成T类型的数组
Object[]            toArray() //转换成Object类型的数组
// AbstractCollection中定义的API
void                add(int location, E object) //指定位置增加元素
boolean             addAll(int location, Collection<? extends E> collection) //指定位置开始增加多个元素
E                   get(int location) //获取location位置的元素
int                 indexOf(Object object) //获取object首次出现的位置
int                 lastIndexOf(Object object) //获取object最后一次出现的位置
ListIterator<E>     listIterator(int location) //迭代器,从location起始
ListIterator<E>     listIterator() //迭代器
E                   remove(int location) //删除location位置的元素
E                   set(int location, E object) //重置location位置的元素为object
List<E>             subList(int start, int end) //获取[start, end)之间的元素
// ArrayList新增的API
Object               clone() //复制元素
void                 ensureCapacity(int minimumCapacity) //最低容量
void                 trimToSize() //修剪数组大小为当前元素个数
void                 removeRange(int fromIndex, int toIndex) //删除[fromIndex, toIndex)之间的元素

1.2 使用示例

package com;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
   // write your code here
        List list = new ArrayList<>(20); //申请一个初始容量为20的ArrayList
        String element; //要填充的元素
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            element = "num-" + i;
            list.add(element); // 填充list
        }
        list.add(10, "num-10"); //在指定位置增加元素

        //使用Iterator遍历list
        for (Iterator iter = list.iterator(); iter.hasNext();) {
            System.out.print(iter.next() + " ");
        }
        System.out.println(" ");

        System.out.println("The second element is: " + list.get(1)); //获取第2个元素
        System.out.println("array size is: " + list.size()); //获取list大小
        System.out.println("is array list contains num-15:" + list.contains("num-15")); //判断list是否含有num-15
        list.set(2,"num-3-1"); //将第三个元素设置为num-3-1

        String[] arr = (String[])list.toArray(new String[0]); //将ArrayList转换为数组
        for (String str:arr) { //遍历数组
            System.out.print(str + " ");
        }
    }
}

  运行结果如下:

num-0 num-1 num-2 num-3 num-4 num-5 num-6 num-7 num-8 num-9 num-10
The second element is: num-1
array size is: 11
is array list contains num-15:false
num-0 num-1 num-3-1 num-3 num-4 num-5 num-6 num-7 num-8 num-9 num-10

2 源码分析

2.1构造函数

  ArrayList有三个构造函数,提供三种创建ArrayList实例的方法。

/** * 获取一个初始长度为initialCapacity的空ArrayList * @param initialCapacity */
public ArrayList(int initialCapacity) {
    if (initialCapacity > 0) {
        this.elementData = new Object[initialCapacity];
    } else if (initialCapacity == 0) {
        this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
    } else {
        throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                initialCapacity);
    }
}

/** * 返回一个空ArrayList */
public ArrayList() {
    this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}

/** * 返回一个用ArrayList,并且用集合c进行初始化 * @param c */
public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
    elementData = c.toArray();
    if ((size = elementData.length) != 0) {
        // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
        if (elementData.getClass() != Object[].class)
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
    } else {
        // replace with empty array.
        this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
    }
}

2.2 add方法

/** * 增加元素 * @param e * @return */
public boolean add(E e) {
    ensureCapacityInternal(size + 1);  // 确定ArrayList长度
    elementData[size++] = e; //向数组中增加元素
    return true;
}

2.3 remove方法

/** * 删除元素 * @param index * @return */
public E remove(int index) {
    rangeCheck(index); //检查下标是否合法

    modCount++;
    E oldValue = elementData(index); //获取删除的元素

    int numMoved = size - index - 1;
    if (numMoved > 0) //移动元素
        System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                numMoved);
    elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work

    return oldValue;
}

2.4 toArray方法

  toArray有两个重载方法,一个不带参数返回Object数字,另一个带参数,返回任意类型的数组。

/** * 返回Object对象的数组 * @return */
public Object[] toArray() {
    return Arrays.copyOf(elementData, size);
}

/** * 返回任意对象类型的数组 * @param a * @param <T> * @return */
public <T> T[] toArray(T[] a) {
    if (a.length < size) //传入数组大小小于size时,直接返回一个新数组
        // Make a new array of a's runtime type, but my contents:
        return (T[]) Arrays.copyOf(elementData, size, a.getClass());
    System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, size); //传入数组大小大于size,将ArrayList中的内容复制到数组中
    if (a.length > size)
        a[size] = null;
    return a;
}

参考:

[1] http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3308556.html
[2] http://blog.chinaunix.net/uid-29702073-id-4334609.html
[3]http://www.cnblogs.com/hzmark/archive/2012/12/20/ArrayList.html

    原文作者:java集合源码分析
    原文地址: https://blog.csdn.net/sk199048/article/details/50735074
    本文转自网络文章,转载此文章仅为分享知识,如有侵权,请联系博主进行删除。
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