解析 Java ArrayList源码

Java ArrayList 是一个基于数组实现的动态数组，它实现了 List 接口，可以根据需要自动扩容和缩容，支持快速地随机访问。下面是 Java ArrayList 的源码解析：

1. ArrayList 的底层实现是一个 Object 类型的数组 elementData，用于存储元素。它的默认初始容量为 10。

2. 当 ArrayList 需要添加元素时，会先检查当前元素个数是否超过数组容量，如果超过了，则会扩容数组。扩容时，会先计算新数组的容量，然后创建一个新数组，将旧数组中的元素复制到新数组中。

3. ArrayList 支持随机访问，可以通过下标直接访问指定位置的元素。在实现随机访问时，ArrayList 采用了数组的方式，将元素存储在连续的内存空间中。

4. ArrayList 实现了 List 接口，提供了添加、删除、修改等操作的方法。在添加和删除元素时，为了保证数组的连续性，需要将数组中指定位置之后的元素向前或向后移动。

5. ArrayList 还实现了 Iterable 接口，可以通过 for-each 循环遍历 ArrayList 中的元素。

6. 在多线程环境下，ArrayList 不是线程安全的，如果需要在多线程环境下使用 ArrayList，需要进行同步处理，或者使用线程安全的 Vector 或 CopyOnWriteArrayList。

综上所述，Java ArrayList 通过动态扩容和缩容、数组实现随机访问等特性，实现了一个高效的动态数组。

相关问题

arraylist 源码解析

ArrayList是Java集合框架中的一个类，它实现了List接口，可以用来存储一组对象，这些对象可以是任意类型。

下面是ArrayList的源码解析：

1. 成员变量

    /**
     * Default initial capacity.
     */
    private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

    /**
     * Shared empty array instance used for empty instances.
     */
    private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};

    /**
     * Shared empty array instance used for default sized empty instances. We
     * distinguish this from EMPTY_ELEMENTDATA to know how much to inflate when
     * first element is added.
     */
    private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};

    /**
     * The array buffer into which the elements of the ArrayList are stored.
     * The capacity of the ArrayList is the length of this array buffer. Any
     * empty ArrayList with elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA
     * will be expanded to DEFAULT_CAPACITY when the first element is added.
     */
    transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access

    /**
     * The size of the ArrayList (the number of elements it contains).
     *
     * @serial
     */
    private int size;

ArrayList有三个成员变量，分别是DEFAULT_CAPACITY、EMPTY_ELEMENTDATA和DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA。DEFAULT_CAPACITY表示默认的容量大小，EMPTY_ELEMENTDATA是一个空数组，DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA也是一个空数组，但它会在第一次添加元素时扩容为DEFAULT_CAPACITY大小。elementData是一个Object类型的数组，用于存储ArrayList中的元素，size表示ArrayList中元素的数量。

2. 构造方法

    /**
     * Constructs an empty list with an initial capacity of ten.
     */
    public ArrayList() {
        this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
    }

    /**
     * Constructs a list containing the elements of the specified
     * collection, in the order they are returned by the collection's
     * iterator.
     *
     * @param c the collection whose elements are to be placed into this list
     * @throws NullPointerException if the specified collection is null
     */
    public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
        elementData = c.toArray();
        if ((size = elementData.length) != 0) {
            // defend against c.toArray (incorrectly) not returning Object[]
            // (see e.g. https://bugs.openjdk.java.net/browse/JDK-6260652)
            if (elementData.getClass() != Object[].class)
                elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
        } else {
            // replace with empty array.
            this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
        }
    }

    /**
     * Constructs an empty list with the specified initial capacity.
     *
     * @param initialCapacity the initial capacity of the list
     * @throws IllegalArgumentException if the specified initial capacity
     *         is negative
     */
    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);
        }
    }

ArrayList提供了三个构造方法。第一个构造方法是无参的构造方法，它将elementData赋值为DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA。第二个构造方法接收一个Collection类型的参数c，它将参数c中的元素转为数组并将其赋值给elementData。第三个构造方法接收一个int类型的参数initialCapacity，它根据参数initialCapacity的值创建一个Object类型的数组并将其赋值给elementData。

3. 常用方法

常用方法包括add()、get()、set()、remove()、size()等。

add()方法用于在ArrayList中添加一个元素，如果elementData的容量不足，就需要进行扩容。扩容的方式是将elementData数组的大小增加50%。

get()方法用于获取ArrayList中指定位置的元素。

set()方法用于将ArrayList中指定位置的元素替换为指定的元素。

remove()方法用于删除ArrayList中指定位置的元素。

size()方法用于获取ArrayList中元素的数量。

4. 总结

ArrayList是Java集合框架中的一个类，它实现了List接口，可以用来存储一组对象。ArrayList的源码解析包括成员变量、构造方法和常用方法。掌握ArrayList的源码可以帮助我们更好地理解它的实现原理，从而更加灵活地应用它。