ArrayList源码详解：动态数组与容量扩张机制

ArrayList是Java集合框架中的一个重要组成部分，它是基于数组实现的动态数组，继承自AbstractList接口，并实现了List、RandomAccess、Cloneable和Serializable接口。这种数据结构的特点是可以自动调整容量，当我们试图添加元素超出当前数组大小时，会自动扩容。 首先，让我们深入了解ArrayList的内部结构。源码中定义了几个关键字段： 1. **DEFAULT_CAPACITY**：这是ArrayList的默认初始化容量，固定为10。这意味着创建一个新的ArrayList时，如果没有指定容量，它将自动分配10个元素的空间。 2. **EMPTY_ELEMENTDATA** 和 **DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA**：这两个静态对象用于处理特殊的初始化情况。当传入的初始容量为0或者在不提供容量的情况下，ArrayList会使用这些空数组实例进行初始化。它们的区别在于，前者通常用于创建空列表，而后者则在不提供容量且默认初始化容量为10的情况下使用。 3. **elementData**：这是一个transient成员变量，用于存储ArrayList的实际元素。它的长度即为ArrayList的容量，当元素数量超过容量上限时，会自动扩展到MAX_ARRAY_SIZE的限制，这里定义为Integer.MAX_VALUE减去8。 4. **size**：表示ArrayList中元素的数量，这是私有的，以便更好地控制数据访问。 5. **MAX_ARRAY_SIZE**：这是ArrayList能够容纳的最大数组大小，防止数组溢出，设置为Integer.MAX_VALUE减去8。 ArrayList提供了三个构造函数： - **ArrayList(int initialCapacity)**：接收一个整数参数，用于指定初始容量。如果初始容量小于等于0，将使用DEFAULT_CAPACITY进行初始化。 - **ArrayList()**：无参构造函数，使用DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA进行初始化。 - **ArrayList(Collection<? extends E> c)**：用于从其他集合类型创建ArrayList，如果集合为空，则使用EMPTY_ELEMENTDATA初始化。 在这些构造函数中，对特定参数的处理体现了ArrayList的灵活性和性能优化。例如，通过共享空数组实例，避免了频繁创建新的数组，提高了效率。 总结来说，ArrayList的源码展示了其基于数组的数据结构，如何管理动态容量，以及初始化策略。通过理解这些细节，我们可以更好地利用ArrayList进行高效的操作，同时保证代码的稳定性和性能。