Java源碼解讀之util.ArrayList

2019-11-18 15:46:27

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　　ArrayList是List接口的一個可變長數組實現。實現了所有List接口的操作，并答應存儲null值。除了沒有進行同步，ArrayList基本等同于Vector。在Vector中幾乎對所有的方法都進行了同步，但ArrayList僅對writeObject和readObject進行了同步，其它比如add(Object)、remove(int)等都沒有同步。

　　1.存儲

　　ArrayList使用一個Object的數組存儲元素。

PRivate transient Object elementData[];
　　ArrayList實現了java.io.Serializable接口，這兒的transient標示這個屬性不需要自動序列化。下面會在writeObject()方法中具體講解為什么要這樣作。

　　2.add和remove

public boolean add(Object o)
{
　ensureCapacity(size + 1);
　// Increments modCount!! elementData[size++] = o;
　return true;
}
　　注重這兒的ensureCapacity()方法，它的作用是保證elementData數組的長度可以容納一個新元素。在“自動變長機制”中將具體講解。

public Object remove(int index)
{
　RangeCheck(index);
　modCount++;
　Object oldValue = elementData[index];
　int numMoved = size - index - 1;
　if (numMoved > 0) System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index, numMoved);
　elementData[--size] = null; // Let gc do its work return oldValue;
}
　　RangeCheck()的作用是進行邊界檢查。由于ArrayList采用一個對象數組存儲元素，所以在刪除一個元素時需要把后面的元素前移。刪除一個元素時只是把該元素在elementData數組中的引用置為null，具體的對象的銷毀由垃圾收集器負責。

　　modCount的作用將在下面的“iterator()中的同步”中說明。

　　注：在前移時使用了System提供的一個實用方法：arraycopy()，在本例中可以看出System.arraycopy()方法可以對同一個數組進行操作，這個方法是一個native方法，假如對同一個數組進行操作時，會首先把從源部分拷貝到一個臨時數組，在把臨時數組的元素拷貝到目標位置。

　　3.自動變長機制

　　在實例化一個ArrayList時，你可以指定一個初始容量。這個容量就是elementData數組的初始長度。假如你使用：

ArrayList list = new ArrayList();
　　則使用缺省的容量：10。

public ArrayList() { this(10); }
　　ArrayList提供了四種add()方法，

public boolean add(Object o)

public void add(int index, Object element)

public boolean addAll(Collection c)

public boolean addAll(int index, Collection c)
　　在每一種add()方法中，都首先調用了一個ensureCapacity(int miniCapacity)方法，這個方法保證elementData數組的長度不小于miniCapacity。ArrayList的自動變長機制就是在這個方法中實現的。

public void ensureCapacity(int minCapacity)
{ modCount++;
　int oldCapacity = elementData.length;
　if (minCapacity > oldCapacity)
　{
　　Object oldData[] = elementData;
　　int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1;
　　if (newCapacity < minCapacity) newCapacity = minCapacity;
　　elementData = new Object[newCapacity];
　　System.arraycopy(oldData, 0, elementData, 0, size);
　 }
}
　　從這個方法實現中可以看出ArrayList每次擴容，都擴大到原來大小的1.5倍。

　　每種add()方法的實現都大同小異，下面給出add(Object)方法的實現：

public boolean add(Object o)
{
　ensureCapacity(size + 1);
　// Increments modCount!! elementData[size++] = o;
　return true;
}

　　4.iterator()中的同步

　　在父類AbstractList中定義了一個int型的屬性：modCount，記錄了ArrayList結構性變化的次數。

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