ArrayList
Java Collection系列博客分析了我们日常使用过程中常用集合的常用方法源码
在阅读源码过程中遇到了一个问题， System.arraycopy()到底是怎么拷贝的?深拷贝还是浅拷贝？ 根据实验的结果对基本数据类型是深拷贝，class对象是浅拷贝，根据网上各种博客加上个人的理解最后确认了System.arraycopy()就是浅拷贝，深拷贝是浅拷贝的递归
测试代码地址http://blog.csdn.net/chenqianleo/article/details/77480407
ArrayList继承的类和接口
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> implements List<E>, RandomAccess, ,Cloneable, 1. RandomAccess,Cloneable,java.io.Serializable三个都是标识接口，标识接口内部没有任何东西，仅仅起到标识的作用 2. List<E> ArrayList<E>中的大部分方法都是从List<E>接口继承过来的 List<E> -->Collection<E> -->Iterable<E> 3. AbstractList<E> 一直往上看可以发现继承了Iterable接口 AbstractList<E> --> AbstractCollection<E> --> Collection<E> -->Iterable<E> 主要成员变量
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {}; //空数组，在无参构造函数使用
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {}; //空数组，在初始化容量指定为0时使用，和使用无参构造方法一个作用
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10; //初始数组大小
transient Object[] elementData; //数据用数组保存
private int size; //当前数组存入数据大小，很重要
protected transient int modCount = 0; //ArrayList结构性变化的次数1.构造函数
/** * 无参构造函数 * 这个构造函数我们一般使用的比较多，在初始化时并没有建立数组，在add才会 */
public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
/** * @Parm initialCapacity为指定数组容量大小 * 初始化时进行了数组大小的确定，一般我们知道数据量大小时可以这样使用，减小后面的数组扩容 */
public ArrayList(int initialCapacity) {
if (initialCapacity > 0) {
this.elementData = new Object[initialCapacity];
} else if (initialCapacity == 0) {
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA; //还是初始化为{}数组
} else {
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
initialCapacity);
}
}
/** * @Parm c 集合 * 集合中的内容全部填充到数组中 */
public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
elementData = c.toArray();
if ((size = elementData.length) != 0) {
// c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652) （英文注释都是SDK自带的） 类型转换
if (elementData.getClass() != Object[].class)
elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
} else {
// replace with empty array.
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
}
}
2.主要方法
add(E e) –> 插入元素到数组末尾
把对象存储到动态数组中，每次存储前会进行ensureCapacityInternal（）（具体判断在ensureExplicitCapacity（））确保当前数组大小可以存储数据，当数组容量不够存储数据时进行扩容grow（），扩容的大小为指定大小和原大小1.5倍的最大值
下面的所以add方法原理都很简单，主要有下面几点
1.add前容量判断
2.中间index位置插入元素，index及其后面所以成员后移，要插入的元素直接从index位置连续插入
public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
//正常数组操作，size为已经存储的数据大小
elementData[size++] = e;
return true;
}
//确保数组容量，不满足时扩容
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
//如何当前数组为空，选择传入参数minCapacity和DEFAULT_CAPACITY==10之间的最大值作为扩容目标
minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}
// //进行扩容
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++; //扩容次数++
// overflow-conscious code
//大小判断，如果当前数组容量大于minCapacity什么都不做，否则进行扩容操作
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
//扩容操作
private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length; //以前容量
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); //新容量 = 以前容量 * 1.5
//在自动扩容1.5倍和指定扩容大小选最大的
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
//容量大小最大为Integer.MAX_VALUE
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
// minCapacity is usually close to size, so this is a win:
//System.arraycopy()完成数据的拷贝，JNI实现;
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}add(int index, E element) –> 插入元素到指定位置（不建议这样，当插入操作频繁建议使用LinkList）
public void add(int index, E element) {
rangeCheckForAdd(index); //插入位置边界检查
//容量判断，上面分析了
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
//先把插入位置index及其后面的数据往后移动一位
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
size - index);
//再把数据放到index位置
elementData[index] = element;
size++;
}
//确保要插入的位置在数组已有数据大小0-size之间，否则抛出异常
private void rangeCheckForAdd(int index) {
if (index > size || index < 0)
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}addAll(Collection c) –> 集合c中的全部数据加到数组末尾
public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
//集合c转换成数组
Object[] a = c.toArray();
int numNew = a.length;
//确保当前容量可以增加集合c的大小
ensureCapacityInternal(size + numNew); // Increments modCount
//把集合c转换的数组a加入到elementData数组的后面
System.arraycopy(a, 0, elementData, size, numNew);
//数据容量加上集合大小
size += numNew;
return numNew != 0;
}addAll(int index, Collection c) –> 集合插入指定位置
public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
rangeCheckForAdd(index); //插入位置边界检查
//集合转数据
Object[] a = c.toArray();
int numNew = a.length;
ensureCapacityInternal(size + numNew); // Increments modCount
int numMoved = size - index;
if (numMoved > 0)
//index和后面的数据向后移动集合c大小各位置
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + numNew,
numMoved);
//集合转的数组从index依次插入
System.arraycopy(a, 0, elementData, index, numNew);
size += numNew;
return numNew != 0;
}
clear(） –> 清空数据
public void clear() {
modCount++; //扩容次数加加
// clear to let GC do its work
for (int i = 0; i < size; i++)
elementData[i] = null; //变量不在使用时让他==null,触发gc
size = 0;
}size() –> 得到当前存入数据数量
isEmpty() –> 当前是否存入数据
public int size() {
return size; //直接返回size
}
public boolean isEmpty() {
return size == 0; //还是通过size判断
}clone() –> 得到一份浅拷贝
public Object clone() { try { ArrayList<?> v = (ArrayList<?>) super.clone(); //浅拷贝 v.elementData = Arrays.copyOf(elementData, size); v.modCount = 0; return v; } catch (CloneNotSupportedException e) { // this shouldn't happen, since we are Cloneable throw new InternalError(e); } }toArray() –> 集合转数组
public Object[] toArray() {
//仍然是使用浅拷贝的Arrays.copyOf方法
return Arrays.copyOf(elementData, size);
}remove(int index) –> 移除index位置的元素
public E remove(int index) {
rangeCheck(index); //index边界检查
modCount++;
//return (E) elementData[index] 得到index位置数据
E oldValue = elementData(index);
int numMoved = size - index - 1;
//index后面元素向前移动一位
if (numMoved > 0)
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
numMoved);
elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
//返回index位置的数据
return oldValue;
}remove(Object o) –> 删除第一次出现的指定元素从这个列表,如果它存在
public boolean remove(Object o) {
//从数组0位置开始查找，针对null和其他元素的比较方法不一样
if (o == null) { //==
for (int index = 0; index < size; index++)
if (elementData[index] == null) {
fastRemove(index); //移除数据
return true;
}
} else {
for (int index = 0; index < size; index++)
if (o.equals(elementData[index])) { // equal
fastRemove(index);
return true;
}
}
return false;
}
private void fastRemove(int index) {
modCount++;
int numMoved = size - index - 1;
//index后面前移一位覆盖了index原来数据
if (numMoved > 0)
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
numMoved);
elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
} indexOf(Object 0) –> 回第一次出现的指定元素的索引列表,或-1如果该列表不包含的元素。
public int indexOf(Object o) {
if (o == null) {
//循环判断进行比较，如果找到返回i
for (int i = 0; i < size; i++)
if (elementData[i]==null)
return i;
} else {
for (int i = 0; i < size; i++)
if (o.equals(elementData[i]))
return i;
}
return -1;
}lastIndexOf(Object o) – > 返回最后出现的指定元素的索引列表,或1如果该列表不包含的元素。
public int lastIndexOf(Object o) {
if (o == null) {
//和上面一样，不过这个数组从size-1到0进行遍历
for (int i = size-1; i >= 0; i--)
if (elementData[i]==null)
return i;
} else {
for (int i = size-1; i >= 0; i--)
if (o.equals(elementData[i]))
return i;
}
return -1;
}下面简单分析一下ArrayList中的Iterator，从ArrayList的listIterator()方法作为入口进行分析
public ListIterator<E> listIterator() {
return new ListItr(0); //接下来主要分析ListItr内部类
}private class ListItr extends Itr implements ListIterator
- Itr 实现了也是ArrayList的一个内部类，实现了主要的几个部分
- ListIterator是一个外部接口
Itr类，只分析常用的hasNext()和next()方法
private class Itr implements Iterator<E> {
int cursor; // index of next element to return，很重要的
int lastRet = -1; // index of last element returned; -1 if no such
//这个大家都很熟悉吧，判断下个元素是否存在，原理很简单
//当前的索引cursor是否等于数组存储的数据大小size
public boolean hasNext() {
return cursor != size;
}
@SuppressWarnings("unchecked")
public E next() {
checkForComodification();
//当前的cursor索引不可以大于等于size，为什么等于？因为后面使用cursor前cursor要加1
int i = cursor;
if (i >= size)
throw new NoSuchElementException();
Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
if (i >= elementData.length)
throw new ConcurrentModificationException();
cursor = i + 1; //cursor加加，代表下一个元素索引
return (E) elementData[lastRet = i]; //返回元素
}
//删除上次遍历的cursor索引所在的元素
public void remove() {
if (lastRet < 0)
throw new IllegalStateException();
checkForComodification();
//删除cursor所在数据
try {
ArrayList.this.remove(lastRet);
cursor = lastRet;
//----->删除后设为-1，所以不能连续删除<----//
lastRet = -1;
expectedModCount = modCount;
} catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
}
}ListItr，最重要的成员变量是继承Itr的cursor
private class ListItr extends Itr implements ListIterator<E> {
ListItr(int index) {
super();
cursor = index;
}
//判断当前cursor所以是否前一个
public boolean hasPrevious() {
return cursor != 0;
}
//返回前一个元素
public E previous() {
checkForComodification();
int i = cursor - 1;
if (i < 0)
throw new NoSuchElementException();
Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
if (i >= elementData.length)
throw new ConcurrentModificationException();
cursor = i;
return (E) elementData[lastRet = i];
}
}最后，Vector暂时不打算分析了，Vector中大部分方法用synchronized修饰，动态数组的原理和ArrayList相似，下一篇打算分析HashSet
