java集合03--ArrayList源码分析

2019年3月10日 257次阅读来源: java集合源码分析

转载地址：http://blog.csdn.net/wangxiaotongfan/article/details/51329933

概要

上一章，我们学习了Collection的架构。这一章开始，我们对Collection的具体实现类进行讲解；首先，讲解List，而List中ArrayList又最为常用。因此，本章我们讲解ArrayList。先对ArrayList有个整体认识，再学习它的源码，最后再通过例子来学习如何使用它。内容包括：

第1部分 ArrayList简介
第2部分 ArrayList数据结构
第3部分 ArrayList源码解析(基于JDK1.6.0_45)
第4部分 ArrayList遍历方式
第5部分 toArray()异常
第6部分 ArrayList示例

第1部分 ArrayList介绍

ArrayList简介

ArrayList 是一个数组队列，相当于动态数组。与Java中的数组相比，它的容量能动态增长。它继承于AbstractList，实现了List, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable这些接口。

ArrayList 继承了AbstractList，实现了List。它是一个数组队列，提供了相关的添加、删除、修改、遍历等功能。
ArrayList 实现了RandmoAccess接口，即提供了随机访问功能。RandmoAccess是java中用来被List实现，为List提供快速访问功能的。在ArrayList中，我们即可以通过元素的序号快速获取元素对象；这就是快速随机访问。稍后，我们会比较List的“快速随机访问”和“通过Iterator迭代器访问”的效率。

ArrayList 实现了Cloneable接口，即覆盖了函数clone()，能被克隆。

ArrayList 实现java.io.Serializable接口，这意味着ArrayList支持序列化，能通过序列化去传输。

和Vector不同，ArrayList中的操作不是线程安全的！所以，建议在单线程中才使用ArrayList，而在多线程中可以选择Vector或者CopyOnWriteArrayList。

ArrayList构造函数

  
   
    
     [java] 
     view plain
      copy
     
      
     
     
    
   
   
 
    
  // 默认构造函数  
    
  ArrayList()  
    
    
    
  // capacity是ArrayList的默认容量大小。当由于增加数据导致容量不足时，容量会添加上一次容量大小的一半。  
    
  ArrayList(int capacity)  
    
    
    
  // 创建一个包含collection的ArrayList  
    
  ArrayList(Collection<? extends E> collection)

ArrayList的API

[java]
view plain
copy

// Collection中定义的API
boolean add(E object)
boolean addAll(Collection<? extends E> collection)
void clear()
boolean contains(Object object)
boolean containsAll(Collection<?> collection)
boolean equals(Object object)
int hashCode()
boolean isEmpty()
Iterator<E> iterator()
boolean remove(Object object)
boolean removeAll(Collection<?> collection)
boolean retainAll(Collection<?> collection)
int size()
<T> T[] toArray(T[] array)
Object[] toArray()
// AbstractCollection中定义的API
void add(int location, E object)
boolean addAll(int location, Collection<? extends E> collection)
E get(int location)
int indexOf(Object object)
int lastIndexOf(Object object)
ListIterator<E> listIterator(int location)
ListIterator<E> listIterator()
E remove(int location)
E set(int location, E object)
List<E> subList(int start, int end)
// ArrayList新增的API
Object clone()
void ensureCapacity(int minimumCapacity)
void trimToSize()
void removeRange(int fromIndex, int toIndex)

第2部分 ArrayList数据结构

ArrayList的继承关系

  
   
    
     [java] 
     view plain
      copy
     
      
     
     
    
   
   
 
    
  java.lang.Object  
    
     ↳     java.util.AbstractCollection<E>  
    
           ↳     java.util.AbstractList<E>  
    
                 ↳     java.util.ArrayList<E>  
    
    
    
  public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>  
    
          implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable {}

ArrayList与Collection关系如下图：

《java集合03--ArrayList源码分析》

ArrayList包含了两个重要的对象：elementData 和 size。

(01) elementData 是”Object[]类型的数组”，它保存了添加到ArrayList中的元素。实际上，elementData是个动态数组，我们能通过构造函数 ArrayList(int initialCapacity)来执行它的初始容量为initialCapacity；如果通过不含参数的构造函数ArrayList()来创建ArrayList，则elementData的容量默认是10。elementData数组的大小会根据ArrayList容量的增长而动态的增长，具体的增长方式，请参考源码分析中的ensureCapacity()函数。

(02) size 则是动态数组的实际大小。

第3部分 ArrayList源码解析(基于JDK1.6.0_45)

为了更了解ArrayList的原理，下面对ArrayList源码代码作出分析。ArrayList是通过数组实现的，源码比较容易理解。

   
    
     
      [java] 
      view plain
       copy
      
       
      
      
     
    
    
 
     
    1 package java.util;  
     
    2   
     
    3 public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>  
     
    4         implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable  
     
    5 {  
     
    6     // 序列版本号  
     
    7     private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;  
     
    8   
     
    9     // 保存ArrayList中数据的数组  
     
   10     private transient Object[] elementData;  
     
   11   
     
   12     // ArrayList中实际数据的数量  
     
   13     private int size;  
     
   14   
     
   15     // ArrayList带容量大小的构造函数。  
     
   16     public ArrayList(int initialCapacity) {  
     
   17         super();  
     
   18         if (initialCapacity < 0)  
     
   19             throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+  
     
   20                                                initialCapacity);  
     
   21         // 新建一个数组  
     
   22         this.elementData = new Object[initialCapacity];  
     
   23     }  
     
   24   
     
   25     // ArrayList构造函数。默认容量是10。  
     
   26     public ArrayList() {  
     
   27         this(10);  
     
   28     }  
     
   29   
     
   30     // 创建一个包含collection的ArrayList  
     
   31     public ArrayList(Collection<? extends E> c) {  
     
   32         elementData = c.toArray();  
     
   33         size = elementData.length;  
     
   34         // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)  
     
   35         if (elementData.getClass() != Object[].class)  
     
   36             elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);  
     
   37     }  
     
   38   
     
   39   
     
   40     // 将当前容量值设为 =实际元素个数  
     
   41     public void trimToSize() {  
     
   42         modCount++;  
     
   43         int oldCapacity = elementData.length;  
     
   44         if (size < oldCapacity) {  
     
   45             elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);  
     
   46         }  
     
   47     }  
     
   48   
     
   49   
     
   50     // 确定ArrarList的容量。  
     
   51     // 若ArrayList的容量不足以容纳当前的全部元素，设置 新的容量=“(原始容量x3)/2 + 1”  
     
   52     public void ensureCapacity(int minCapacity) {  
     
   53         // 将“修改统计数”+1  
     
   54         modCount++;  
     
   55         int oldCapacity = elementData.length;  
     
   56         // 若当前容量不足以容纳当前的元素个数，设置 新的容量=“(原始容量x3)/2 + 1”  
     
   57         if (minCapacity > oldCapacity) {  
     
   58             Object oldData[] = elementData;  
     
   59             int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1;  
     
   60             if (newCapacity < minCapacity)  
     
   61                 newCapacity = minCapacity;  
     
   62             elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);  
     
   63         }  
     
   64     }  
     
   65   
     
   66     // 添加元素e  
     
   67     public boolean add(E e) {  
     
   68         // 确定ArrayList的容量大小  
     
   69         ensureCapacity(size + 1);  // Increments modCount!!  
     
   70         // 添加e到ArrayList中  
     
   71         elementData[size++] = e;  
     
   72         return true;  
     
   73     }  
     
   74   
     
   75     // 返回ArrayList的实际大小  
     
   76     public int size() {  
     
   77         return size;  
     
   78     }  
     
   79   
     
   80     // 返回ArrayList是否包含Object(o)  
     
   81     public boolean contains(Object o) {  
     
   82         return indexOf(o) >= 0;  
     
   83     }  
     
   84   
     
   85     // 返回ArrayList是否为空  
     
   86     public boolean isEmpty() {  
     
   87         return size == 0;  
     
   88     }  
     
   89   
     
   90     // 正向查找，返回元素的索引值  
     
   91     public int indexOf(Object o) {  
     
   92         if (o == null) {  
     
   93             for (int i = 0; i < size; i++)  
     
   94             if (elementData[i]==null)  
     
   95                 return i;  
     
   96             } else {  
     
   97                 for (int i = 0; i < size; i++)  
     
   98                 if (o.equals(elementData[i]))  
     
   99                     return i;  
     
  100             }  
     
  101             return -1;  
     
  102         }  
     
  103   
     
  104         // 反向查找，返回元素的索引值  
     
  105         public int lastIndexOf(Object o) {  
     
  106         if (o == null) {  
     
  107             for (int i = size-1; i >= 0; i--)  
     
  108             if (elementData[i]==null)  
     
  109                 return i;  
     
  110         } else {  
     
  111             for (int i = size-1; i >= 0; i--)  
     
  112             if (o.equals(elementData[i]))  
     
  113                 return i;  
     
  114         }  
     
  115         return -1;  
     
  116     }  
     
  117   
     
  118     // 反向查找(从数组末尾向开始查找)，返回元素(o)的索引值  
     
  119     public int lastIndexOf(Object o) {  
     
  120         if (o == null) {  
     
  121             for (int i = size-1; i >= 0; i--)  
     
  122             if (elementData[i]==null)  
     
  123                 return i;  
     
  124         } else {  
     
  125             for (int i = size-1; i >= 0; i--)  
     
  126             if (o.equals(elementData[i]))  
     
  127                 return i;  
     
  128         }  
     
  129         return -1;  
     
  130     }  
     
  131    
     
  132   
     
  133     // 返回ArrayList的Object数组  
     
  134     public Object[] toArray() {  
     
  135         return Arrays.copyOf(elementData, size);  
     
  136     }  
     
  137   
     
  138     // 返回ArrayList的模板数组。所谓模板数组，即可以将T设为任意的数据类型  
     
  139     public <T> T[] toArray(T[] a) {  
     
  140         // 若数组a的大小 < ArrayList的元素个数；  
     
  141         // 则新建一个T[]数组，数组大小是“ArrayList的元素个数”，并将“ArrayList”全部拷贝到新数组中  
     
  142         if (a.length < size)  
     
  143             return (T[]) Arrays.copyOf(elementData, size, a.getClass());  
     
  144   
     
  145         // 若数组a的大小 >= ArrayList的元素个数；  
     
  146         // 则将ArrayList的全部元素都拷贝到数组a中。  
     
  147         System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, size);  
     
  148         if (a.length > size)  
     
  149             a[size] = null;  
     
  150         return a;  
     
  151     }  
     
  152   
     
  153     // 获取index位置的元素值  
     
  154     public E get(int index) {  
     
  155         RangeCheck(index);  
     
  156   
     
  157         return (E) elementData[index];  
     
  158     }  
     
  159   
     
  160     // 设置index位置的值为element  
     
  161     public E set(int index, E element) {  
     
  162         RangeCheck(index);  
     
  163   
     
  164         E oldValue = (E) elementData[index];  
     
  165         elementData[index] = element;  
     
  166         return oldValue;  
     
  167     }  
     
  168   
     
  169     // 将e添加到ArrayList中  
     
  170     public boolean add(E e) {  
     
  171         ensureCapacity(size + 1);  // Increments modCount!!  
     
  172         elementData[size++] = e;  
     
  173         return true;  
     
  174     }  
     
  175   
     
  176     // 将e添加到ArrayList的指定位置  
     
  177     public void add(int index, E element) {  
     
  178         if (index > size || index < 0)  
     
  179             throw new IndexOutOfBoundsException(  
     
  180             "Index: "+index+", Size: "+size);  
     
  181   
     
  182         ensureCapacity(size+1);  // Increments modCount!!  
     
  183         System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,  
     
  184              size - index);  
     
  185         elementData[index] = element;  
     
  186         size++;  
     
  187     }  
     
  188   
     
  189     // 删除ArrayList指定位置的元素  
     
  190     public E remove(int index) {  
     
  191         RangeCheck(index);  
     
  192   
     
  193         modCount++;  
     
  194         E oldValue = (E) elementData[index];  
     
  195   
     
  196         int numMoved = size - index - 1;  
     
  197         if (numMoved > 0)  
     
  198             System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,  
     
  199                  numMoved);  
     
  200         elementData[--size] = null; // Let gc do its work  
     
  201   
     
  202         return oldValue;  
     
  203     }  
     
  204   
     
  205     // 删除ArrayList的指定元素  
     
  206     public boolean remove(Object o) {  
     
  207         if (o == null) {  
     
  208                 for (int index = 0; index < size; index++)  
     
  209             if (elementData[index] == null) {  
     
  210                 fastRemove(index);  
     
  211                 return true;  
     
  212             }  
     
  213         } else {  
     
  214             for (int index = 0; index < size; index++)  
     
  215             if (o.equals(elementData[index])) {  
     
  216                 fastRemove(index);  
     
  217                 return true;  
     
  218             }  
     
  219         }  
     
  220         return false;  
     
  221     }  
     
  222   
     
  223   
     
  224     // 快速删除第index个元素  
     
  225     private void fastRemove(int index) {  
     
  226         modCount++;  
     
  227         int numMoved = size - index - 1;  
     
  228         // 从"index+1"开始，用后面的元素替换前面的元素。  
     
  229         if (numMoved > 0)  
     
  230             System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,  
     
  231                              numMoved);  
     
  232         // 将最后一个元素设为null  
     
  233         elementData[--size] = null; // Let gc do its work  
     
  234     }  
     
  235   
     
  236     // 删除元素  
     
  237     public boolean remove(Object o) {  
     
  238         if (o == null) {  
     
  239             for (int index = 0; index < size; index++)  
     
  240             if (elementData[index] == null) {  
     
  241                 fastRemove(index);  
     
  242             return true;  
     
  243             }  
     
  244         } else {  
     
  245             // 便利ArrayList，找到“元素o”，则删除，并返回true。  
     
  246             for (int index = 0; index < size; index++)  
     
  247             if (o.equals(elementData[index])) {  
     
  248                 fastRemove(index);  
     
  249             return true;  
     
  250             }  
     
  251         }  
     
  252         return false;  
     
  253     }  
     
  254   
     
  255     // 清空ArrayList，将全部的元素设为null  
     
  256     public void clear() {  
     
  257         modCount++;  
     
  258   
     
  259         for (int i = 0; i < size; i++)  
     
  260             elementData[i] = null;  
     
  261   
     
  262         size = 0;  
     
  263     }  
     
  264   
     
  265     // 将集合c追加到ArrayList中  
     
  266     public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {  
     
  267         Object[] a = c.toArray();  
     
  268         int numNew = a.length;  
     
  269         ensureCapacity(size + numNew);  // Increments modCount  
     
  270         System.arraycopy(a, 0, elementData, size, numNew);  
     
  271         size += numNew;  
     
  272         return numNew != 0;  
     
  273     }  
     
  274   
     
  275     // 从index位置开始，将集合c添加到ArrayList  
     
  276     public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {  
     
  277         if (index > size || index < 0)  
     
  278             throw new IndexOutOfBoundsException(  
     
  279             "Index: " + index + ", Size: " + size);  
     
  280   
     
  281         Object[] a = c.toArray();  
     
  282         int numNew = a.length;  
     
  283         ensureCapacity(size + numNew);  // Increments modCount  
     
  284   
     
  285         int numMoved = size - index;  
     
  286         if (numMoved > 0)  
     
  287             System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + numNew,  
     
  288                  numMoved);  
     
  289   
     
  290         System.arraycopy(a, 0, elementData, index, numNew);  
     
  291         size += numNew;  
     
  292         return numNew != 0;  
     
  293     }  
     
  294   
     
  295     // 删除fromIndex到toIndex之间的全部元素。  
     
  296     protected void removeRange(int fromIndex, int toIndex) {  
     
  297     modCount++;  
     
  298     int numMoved = size - toIndex;  
     
  299         System.arraycopy(elementData, toIndex, elementData, fromIndex,  
     
  300                          numMoved);  
     
  301   
     
  302     // Let gc do its work  
     
  303     int newSize = size - (toIndex-fromIndex);  
     
  304     while (size != newSize)  
     
  305         elementData[--size] = null;  
     
  306     }  
     
  307   
     
  308     private void RangeCheck(int index) {  
     
  309     if (index >= size)  
     
  310         throw new IndexOutOfBoundsException(  
     
  311         "Index: "+index+", Size: "+size);  
     
  312     }  
     
  313   
     
  314   
     
  315     // 克隆函数  
     
  316     public Object clone() {  
     
  317         try {  
     
  318             ArrayList<E> v = (ArrayList<E>) super.clone();  
     
  319             // 将当前ArrayList的全部元素拷贝到v中  
     
  320             v.elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);  
     
  321             v.modCount = 0;  
     
  322             return v;  
     
  323         } catch (CloneNotSupportedException e) {  
     
  324             // this shouldn't happen, since we are Cloneable  
     
  325             throw new InternalError();  
     
  326         }  
     
  327     }  
     
  328   
     
  329   
     
  330     // java.io.Serializable的写入函数  
     
  331     // 将ArrayList的“容量，所有的元素值”都写入到输出流中  
     
  332     private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)  
     
  333         throws java.io.IOException{  
     
  334     // Write out element count, and any hidden stuff  
     
  335     int expectedModCount = modCount;  
     
  336     s.defaultWriteObject();  
     
  337   
     
  338         // 写入“数组的容量”  
     
  339         s.writeInt(elementData.length);  
     
  340   
     
  341     // 写入“数组的每一个元素”  
     
  342     for (int i=0; i<size; i++)  
     
  343             s.writeObject(elementData[i]);  
     
  344   
     
  345     if (modCount != expectedModCount) {  
     
  346             throw new ConcurrentModificationException();  
     
  347         }  
     
  348   
     
  349     }  
     
  350   
     
  351   
     
  352     // java.io.Serializable的读取函数：根据写入方式读出  
     
  353     // 先将ArrayList的“容量”读出，然后将“所有的元素值”读出  
     
  354     private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)  
     
  355         throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {  
     
  356         // Read in size, and any hidden stuff  
     
  357         s.defaultReadObject();  
     
  358   
     
  359         // 从输入流中读取ArrayList的“容量”  
     
  360         int arrayLength = s.readInt();  
     
  361         Object[] a = elementData = new Object[arrayLength];  
     
  362   
     
  363         // 从输入流中将“所有的元素值”读出  
     
  364         for (int i=0; i<size; i++)  
     
  365             a[i] = s.readObject();  
     
  366     }  
     
  367 }

总结：
(01) ArrayList 实际上是通过一个数组去保存数据的。当我们构造ArrayList时；若使用默认构造函数，则ArrayList的默认容量大小是10。
(02) 当ArrayList容量不足以容纳全部元素时，ArrayList会重新设置容量：新的容量=“(原始容量x3)/2 + 1”。
(03) ArrayList的克隆函数，即是将全部元素克隆到一个数组中。
(04) ArrayList实现java.io.Serializable的方式。当写入到输出流时，先写入“容量”，再依次写入“每一个元素”；当读出输入流时，先读取“容量”，再依次读取“每一个元素”。

第4部分 ArrayList遍历方式

ArrayList支持3种遍历方式

(01) 第一种，通过迭代器遍历。即通过Iterator去遍历。

  
   
    
     [java] 
     view plain
      copy
     
      
     
     
    
   
   
 
    
  Integer value = null;  
    
  Iterator iter = list.iterator();  
    
  while (iter.hasNext()) {  
    
      value = (Integer)iter.next();  
    
  }

(02) 第二种，随机访问，通过索引值去遍历。
由于ArrayList实现了RandomAccess接口，它支持通过索引值去随机访问元素。

  
   
    
     [java] 
     view plain
      copy
     
      
     
     
    
   
   
 
    
  Integer value = null;  
    
  int size = list.size();  
    
  for (int i=0; i<size; i++) {  
    
      value = (Integer)list.get(i);          
    
  }

(03) 第三种，for循环遍历。如下：

  
   
    
     [java] 
     view plain
      copy
     
      
     
     
    
   
   
 
    
  Integer value = null;  
    
  for (Integer integ:list) {  
    
      value = integ;  
    
  }

下面通过一个实例，比较这3种方式的效率，实例代码(ArrayListRandomAccessTest.java)如下：

   
    
     
      [java] 
      view plain
       copy
      
       
      
      
     
    
    
 
     
   1 import java.util.*;  
     
   2 import java.util.concurrent.*;  
     
   3   
     
   4 /* 
     
   5  * @desc ArrayList遍历方式和效率的测试程序。 
     
   6  * 
     
   7  * @author skywang 
     
   8  */  
     
   9 public class ArrayListRandomAccessTest {  
     
  10   
     
  11     public static void main(String[] args) {  
     
  12         List list = new ArrayList();  
     
  13         for (int i=0; i<100000; i++)  
     
  14             list.add(i);  
     
  15         //isRandomAccessSupported(list);  
     
  16         iteratorThroughRandomAccess(list) ;  
     
  17         iteratorThroughIterator(list) ;  
     
  18         iteratorThroughFor2(list) ;  
     
  19       
     
  20     }  
     
  21   
     
  22     private static void isRandomAccessSupported(List list) {  
     
  23         if (list instanceof RandomAccess) {  
     
  24             System.out.println("RandomAccess implemented!");  
     
  25         } else {  
     
  26             System.out.println("RandomAccess not implemented!");  
     
  27         }  
     
  28   
     
  29     }  
     
  30   
     
  31     public static void iteratorThroughRandomAccess(List list) {  
     
  32   
     
  33         long startTime;  
     
  34         long endTime;  
     
  35         startTime = System.currentTimeMillis();  
     
  36         for (int i=0; i<list.size(); i++) {  
     
  37             list.get(i);  
     
  38         }  
     
  39         endTime = System.currentTimeMillis();  
     
  40         long interval = endTime - startTime;  
     
  41         System.out.println("iteratorThroughRandomAccess：" + interval+" ms");  
     
  42     }  
     
  43   
     
  44     public static void iteratorThroughIterator(List list) {  
     
  45   
     
  46         long startTime;  
     
  47         long endTime;  
     
  48         startTime = System.currentTimeMillis();  
     
  49         for(Iterator iter = list.iterator(); iter.hasNext(); ) {  
     
  50             iter.next();  
     
  51         }  
     
  52         endTime = System.currentTimeMillis();  
     
  53         long interval = endTime - startTime;  
     
  54         System.out.println("iteratorThroughIterator：" + interval+" ms");  
     
  55     }  
     
  56   
     
  57   
     
  58     public static void iteratorThroughFor2(List list) {  
     
  59   
     
  60         long startTime;  
     
  61         long endTime;  
     
  62         startTime = System.currentTimeMillis();  
     
  63         for(Object obj:list)  
     
  64             ;  
     
  65         endTime = System.currentTimeMillis();  
     
  66         long interval = endTime - startTime;  
     
  67         System.out.println("iteratorThroughFor2：" + interval+" ms");  
     
  68     }  
     
  69 }

运行结果：

iteratorThroughRandomAccess：3 ms
iteratorThroughIterator：8 ms
iteratorThroughFor2：5 ms

由此可见，遍历ArrayList时，使用随机访问(即，通过索引序号访问)效率最高，而使用迭代器的效率最低！

第5部分 toArray()异常

当我们调用ArrayList中的 toArray()，可能遇到过抛出“java.lang.ClassCastException”异常的情况。下面我们说说这是怎么回事。

ArrayList提供了2个toArray()函数：

  
   
    
     [java] 
     view plain
      copy
     
      
     
     
    
   
   
 
    
  Object[] toArray()  
    
  <T> T[] toArray(T[] contents)

调用 toArray() 函数会抛出“java.lang.ClassCastException”异常，但是调用 toArray(T[] contents) 能正常返回 T[]。

toArray() 会抛出异常是因为 toArray() 返回的是 Object[] 数组，将 Object[] 转换为其它类型(如如，将Object[]转换为的Integer[])则会抛出“java.lang.ClassCastException”异常，因为Java不支持向下转型。具体的可以参考前面ArrayList.java的源码介绍部分的toArray()。
解决该问题的办法是调用 <T> T[] toArray(T[] contents) ，而不是 Object[] toArray()。

调用 toArray(T[] contents) 返回T[]的可以通过以下几种方式实现。

  
   
    
     [java] 
     view plain
      copy
     
      
     
     
    
   
   
 
    
  // toArray(T[] contents)调用方式一  
    
  public static Integer[] vectorToArray1(ArrayList<Integer> v) {  
    
      Integer[] newText = new Integer[v.size()];  
    
      v.toArray(newText);  
    
      return newText;  
    
  }  
    
    
    
  // toArray(T[] contents)调用方式二。最常用！  
    
  public static Integer[] vectorToArray2(ArrayList<Integer> v) {  
    
      Integer[] newText = (Integer[])v.toArray(new Integer[0]);  
    
      return newText;  
    
  }  
    
    
    
  // toArray(T[] contents)调用方式三  
    
  public static Integer[] vectorToArray3(ArrayList<Integer> v) {  
    
      Integer[] newText = new Integer[v.size()];  
    
      Integer[] newStrings = (Integer[])v.toArray(newText);  
    
      return newStrings;  
    
  }

上例中的第二种方式可以不使用前面的强制转换就可以运行，还有就是有人讨论后面的匿名的数组申明时，容量使用0好还是使用v.size()好，以下是我个人做的实验，仅供参考

[java]
view plain
copy

public static Integer[] vectorToArray2(ArrayList<Integer> v) {
Integer[] newText = v.toArray(new Integer[0]);
return newText;
}
public static Integer[] vectorToArray1(ArrayList<Integer> v) {
Integer[] newText = v.toArray(new Integer[v.size()]);
return newText;
}
public static void main(String[] args) {
ArrayList<Integer> v = new ArrayList<Integer>();
for (int i = 0; i < 100000000; i++) {
v.add(1);
}
long aa = System.currentTimeMillis();
Integer[] a = vectorToArray2(v);
long bb = System.currentTimeMillis();
Integer[] b = vectorToArray1(v);
long cc = System.currentTimeMillis();
System.out.print((bb – aa) + ” “ + (cc – bb));
}

实验数据如下：

实验表明，在容量较小的情况下，两种方式的使用是没有差别的，但是容量增大的时候，使用v.size()申明数组更快，并且两种情况时间差很大，具体原因我认为可能是元素增多以后，new的过程浪费了大量的时间。

第6部分 ArrayList示例

本文通过一个实例(ArrayListTest.java)，介绍 ArrayList 中常用API的用法。

[java]
view plain
copy

1 import java.util.*;
2
3 /*
4 * @desc ArrayList常用API的测试程序
5 * @author skywang
6 * @email kuiwu-wang@163.com
7 */
8 public class ArrayListTest {
9
10 public static void main(String[] args) {
11
12 // 创建ArrayList
13 ArrayList list = new ArrayList();
14
15 // 将“”
16 list.add(“1”);
17 list.add(“2”);
18 list.add(“3”);
19 list.add(“4”);
20 // 将下面的元素添加到第1个位置
21 list.add(0, “5”);
22
23 // 获取第1个元素
24 System.out.println(“the first element is: “+ list.get(0));
25 // 删除“3”
26 list.remove(“3”);
27 // 获取ArrayList的大小
28 System.out.println(“Arraylist size=: “+ list.size());
29 // 判断list中是否包含”3″
30 System.out.println(“ArrayList contains 3 is: “+ list.contains(3));
31 // 设置第2个元素为10
32 list.set(1, “10”);
33
34 // 通过Iterator遍历ArrayList
35 for(Iterator iter = list.iterator(); iter.hasNext(); ) {
36 System.out.println(“next is: “+ iter.next());
37 }
38
39 // 将ArrayList转换为数组
40 String[] arr = (String[])list.toArray(new String[0]);
41 for (String str:arr)
42 System.out.println(“str: “+ str);
43
44 // 清空ArrayList
45 list.clear();
46 // 判断ArrayList是否为空
47 System.out.println(“ArrayList is empty: “+ list.isEmpty());
48 }
49 }

运行结果：

the first element is: 5
Arraylist size=: 4
ArrayList contains 3 is: false
next is: 5
next is: 10
next is: 2
next is: 4
str: 5
str: 10
str: 2
str: 4
ArrayList is empty: true

    原文作者：java集合源码分析
    原文地址: https://blog.csdn.net/cfp008/article/details/53130246
    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。