Java源码阅读入门：ArrayList实现细节分析

原创￡神魔★判官ぃ 2024-11-12 20:36 61阅读 0赞

Java中的`ArrayList`是一个非常重要的类，它实现了`List`接口，允许我们动态地存储元素集合。以下是`ArrayList`的一些关键实现细节和概念，可以帮助你入门Java源码阅读：

###1.内部结构`ArrayList`内部使用一个数组来存储元素。这个数组的大小是动态的，可以根据需要增长。

###2.构造方法`ArrayList`提供了多种构造方法，包括：
-无参数构造方法，创建一个初始容量为10的空列表。
-带初始容量参数的构造方法，允许你指定列表的初始容量。
-带集合参数的构造方法，允许你将一个集合转换为`ArrayList`。

###3.动态扩容当添加元素时，如果内部数组已满，`ArrayList`会自动进行扩容。默认情况下，扩容后的容量是原来的1.5倍（`DEFAULT_CAPACITY`）。

###4.基本操作- `add(E e)`：在列表末尾添加一个元素。
- `get(int index)`：返回指定位置的元素。
- `set(int index, E element)`：替换指定位置的元素。
- `remove(int index)`：移除指定位置的元素。

###5.性能考虑- `ArrayList`在随机访问时性能较好，因为可以直接通过索引访问元素。
- 在列表末尾添加元素时性能较好，但如果在列表中间或开始处添加或删除元素，性能较差，因为需要移动后续所有元素。

###6.并发问题`ArrayList`不是线程安全的。在多线程环境下，如果需要线程安全，可以使用`Vector`或`Collections.synchronizedList`。

###7.源码阅读要深入理解`ArrayList`的实现，可以直接查看Java的源码。以下是一些关键方法的源码片段：

```javapublic class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
 implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, Serializable{
 private static final int DEFAULT_CAPACITY =10;

private transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access public ArrayList() {
 this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
 }

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);
 }
 }

public boolean add(E e) {
 ensureCapacityInternal(size +1);// Increments modCount!!
 elementData[size++] = e;
 return true;
 }

public E get(int index) {
 rangeCheck(index);
 return (E) elementData[index];
 }

private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
 }

ensureExplicitCapacity(minCapacity);
 }

private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
 modCount++;

// overflow-conscious codeif (minCapacity - elementData.length >0)
 grow(minCapacity);
 }

private void grow(int minCapacity) {
int oldCapacity = elementData.length;
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >>1);
if (newCapacity - minCapacity <0)
 newCapacity = minCapacity;
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE >0)
 newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
// minCapacity is usually close to size, so this is a win:
 elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
 }
}
```通过阅读这些源码，你可以更好地理解`ArrayList`的内部工作原理和设计模式。希望这些信息能帮助你入门Java源码阅读！