java集合系列——List集合之ArrayList介绍(二)

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一:List概述
List是 java.util包下面的类,从 java集合系列——java集合概述(一) 中可以知道,List继承了Collection 接口!
List本身也是一个接口,它的实现有ArrayList 、LinkedList、Vector和CopyOnWriteArrayList等!
下面总结分析ArrayList核心的概念和实现原理!

二:List的几个实现类ArrayList类分析我分析的是jdk1.7.0_79版本
1:ArrayList的简介

  • ArrayList基于数组实现,是一个动态的数组队列。但是它和Java中的数组又不一样,它的容量可以自动增长,类似于C语言中动态申请内存,动态增长内存!
  • ArrayList继承了AbstractList,实现了RandomAccess、Cloneable和Serializable接口!
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
        implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
  • 集成了AbstractList,AbstractList又继承了AbstractCollection实现了List接口,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!
public abstract class AbstractList<E> extends AbstractCollection<E> implements List<E> {
    /**
     * Sole constructor.  (For invocation by subclass constructors, typically
     * implicit.)
     */
    protected AbstractList() {
    }
  • 实现了RandomAccess接口,提供了随机访问功能,实际上就是通过下标序号进行快速访问。
  • 实现了Cloneable接口,即覆盖了函数clone(),能被克隆。
  • 实现了Serializable接口,支持序列化,也就意味了ArrayList能够通过序列化传输。

2: ArrayList的继承关系
ArrayLList API

java.lang.Object 
    java.util.AbstractCollection<E> 
        java.util.AbstractList<E> 
            java.util.ArrayList<E> 

All Implemented Interfaces: 
Serializable, Cloneable, Iterable<E>, Collection<E>, List<E>, RandomAccess 
Direct Known Subclasses: 
AttributeList, RoleList, RoleUnresolvedList 
这里写图片描述

3:ArrayList方法(API)

// 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)

4:ArrayList的源码分析

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
        implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
{
    private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;
    //属性
    /**
     * 默认初始容量 = 10
     */
    private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

    /**
     * 用于空实例的共享空数组实例。
     */
    private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};

    /**
     *存储ArrayList的元素的数组缓冲区。
     * ArrayList的容量是该数组缓冲区的长度。 任何
     *空的ArrayList与elementData == EMPTY_ELEMENTDATA将被扩展为
     *添加第一个元素时的DEFAULT_CAPACITY。
     */
    private transient Object[] elementData;//注:被transient关键字修饰的变量不再能被序列化,一个静态变量不管是否被transient修饰,均不能被序列化。

    /**
     * ArrayList的大小(它包含的元素数量)。
     *
     * @serial
     */
    private int size;

    //构造函数

    /**
     * Constructs an empty list with the specified initial capacity.
     * 构造具有指定初始容量的空列表。
     *
     * @param  initialCapacity  the initial capacity of the list
     *         initialCapacity  列表的初始容量
     * @throws IllegalArgumentException if the specified initial capacity
     *         is negative
     *      IllegalArgumentException如果指定的初始容量是负数
     */
    public ArrayList(int initialCapacity) {
        super();
        if (initialCapacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                               initialCapacity);
        this.elementData = new Object[initialCapacity];
    }

    /**
     * Constructs an empty list with an initial capacity of ten.
     * 构造一个初始容量为10的空列表。
     */
    public ArrayList() {
        super();
        this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
    }

    /**
     * Constructs a list containing the elements of the specified
     * collection, in the order they are returned by the collection's
     * iterator.
     * 按照集合的迭代器返回的顺序构造包含指定集合的元素的列表。
     * @param c the collection whose elements are to be placed into this list
     *        c 其元素将被放置到此列表中的集合
     * @throws NullPointerException if the specified collection is null
     *        如果指定的集合为null,则为NullPointerException
     */
    public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
        elementData = c.toArray();
        size = elementData.length;
        // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
        // c.toArray可能(不正确)不返回Object [](请参阅6260652)
        if (elementData.getClass() != Object[].class)//判断是否返回Object[].class,若没有返回,则使用Arrays.copyOf 进行转换
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
    }

    /**
     * Trims the capacity of this <tt>ArrayList</tt> instance to be the
     * list's current size.  An application can use this operation to minimize
     * the storage of an <tt>ArrayList</tt> instance.
     *将此<tt> ArrayList </ tt>实例的容量修改为列表的当前大小。 
     *应用程序可以使用此操作最小化<tt> ArrayList </ tt>实例的存储。
     */
    public void trimToSize() {
        modCount++;//在java.util.AbstractList<E>中定义,用于计算对数组的操作次数
        if (size < elementData.length) {
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);
        }
    }


     /**
     * Increases the capacity of this <tt>ArrayList</tt> instance, if
     * necessary, to ensure that it can hold at least the number of elements
     * specified by the minimum capacity argument.
     * 如有必要,增加此<tt> ArrayList </ tt>实例的容量,以确保由最小容量参数指定。
     * @param   minCapacity   the desired minimum capacity
     *          minCapacity   所需的最小容量
     */         
    public void ensureCapacity(int minCapacity) {
        int minExpand = (elementData != EMPTY_ELEMENTDATA)
            // any size if real element table
            ? 0
            // larger than default for empty table. It's already supposed to be at default size.
            // 大于默认值为空表。 它应该是默认大小。
            : DEFAULT_CAPACITY;

        if (minCapacity > minExpand) { //minCapacity > minExpand 则设置
            ensureExplicitCapacity(minCapacity);
        }
    }
    //确保集合内部的容量
     private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
        if (elementData == EMPTY_ELEMENTDATA) {
            minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
        }

        ensureExplicitCapacity(minCapacity);
    }

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

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

     /**
     * The maximum size of array to allocate.
     * Some VMs reserve some header words in an array.
     * Attempts to allocate larger arrays may result in
     * OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit
     *一些虚拟机保留数组中的一些标题字。 
     *尝试分配较大的数组可能会导致OutOfMemoryError:请求的数组大小超过VM限制
     * 注:怕超过VM限制,所以只用 Integer.MAX_VALUE - 8  设置MAX_ARRAY_SIZE的值!
     */
    private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;

    /**
     * Increases the capacity to ensure that it can hold at least the
     * number of elements specified by the minimum capacity argument.
     * 增加容量以确保它至少可以容纳由最小容量参数指定的元素数。
     * @param minCapacity the desired minimum capacity
     *        minCapacity  所需的最小容量
     */
    private void grow(int minCapacity) {
        // overflow-conscious code 溢出-察觉代码
        int oldCapacity = elementData.length; //旧的容量大小
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); //oldCapacity >> 1 : >> 右移 相当于 oldCapacity/2
        if (newCapacity - minCapacity < 0)
            newCapacity = minCapacity;
        if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
            newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);//看下面的hugeCapacity()方法,数组的最大容量不会超过MAX_ARRAY_SIZE
        // minCapacity is usually close to size, so this is a win:
        // minCapacity通常接近于大小,所以这是一个win:

        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);//复制到一个新的数组
    }

     private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
        if (minCapacity < 0) // overflow
            throw new OutOfMemoryError();
        return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
            Integer.MAX_VALUE :
            MAX_ARRAY_SIZE;
    }

    /**
     * Returns the number of elements in this list.
     * 返回此列表中的元素数。获取集合的大小
     *
     * @return the number of elements in this list
     *         此列表中的元素数
     */
    public int size() {
        return size;
    }

    /**
     * Returns <tt>true</tt> if this list contains no elements.
     * 判断是否为空,如果集合为没有包含任何元素,返回 true !
     * @return <tt>true</tt> if this list contains no elements
     */
    public boolean isEmpty() {
        return size == 0;
    }

    /**
     *如果此列表包含指定的元素,则返回true。 更正式地,
     *当且仅当这个列表包含至少一个元素e使得(o == null?e == *null:o.equals(e))时,
     *返回true。
     * @param o element whose presence in this list is to be tested
     * @return <tt>true</tt> if this list contains the specified element
     */
    public boolean contains(Object o) {
        return indexOf(o) >= 0;
    }

    /**
     *返回此列表中指定元素的第一次出现的索引,如果此列表不包含元素,
     *则返回-1。 更正式地,返回最低索引i,使得(o == null?get(i)== null:o.equals(get(i))),
     *或-1,如果没有这样的索引。
     * 
     *返回:此列表中指定元素的第一次出现的索引,如果此列表不包含元素,则为-1
     */
    public int indexOf(Object o) {
        if (o == null) {
            for (int i = 0; i < size; i++)
                if (elementData[i]==null)
                    return i;
        } else {
            for (int i = 0; i < size; i++)
                if (o.equals(elementData[i]))
                    return i;
        }
        return -1;
    }

    /**
     * 返回此列表中指定元素的最后一次出现的索引,如果此列表不包含元素,
     *则返回-1。 更正式地,返回最高索引i,使得(o == null?get(i)== null:o.equals(get(i))),
     *或-1如果没有这样的索引。
     *
     *返回:此列表中指定元素的最后一次出现的索引,如果此列表不包含元素,则为-1
     */
    public int lastIndexOf(Object o) {
        if (o == null) {
            for (int i = size-1; i >= 0; i--)
                if (elementData[i]==null)
                    return i;
        } else {
            for (int i = size-1; i >= 0; i--)
                if (o.equals(elementData[i]))
                    return i;
        }
        return -1;
    }


    /**
     * Returns a shallow copy of this <tt>ArrayList</tt> instance.  (The
     * elements themselves are not copied.)
     * 返回此<tt> ArrayList </ tt>实例的浅拷贝。 (元素本身不被复制。) 
     * @return a clone of this <tt>ArrayList</tt> instance
     */
    public Object clone() { //实现了Cloneable接口,覆盖了函数clone(),能被克隆。
        try {
            @SuppressWarnings("unchecked")
                ArrayList<E> v = (ArrayList<E>) super.clone();
            v.elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);
            v.modCount = 0;
            return v;
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            // this shouldn't happen, since we are Cloneable
            // 这不应该发生,因为我们是克隆的
            throw new InternalError();
        }
    }

     /**
     * 以正确的顺序返回包含此列表中所有元素的数组(从第一个元素到最后一个元素)。
     *
     * <p>This method acts as bridge between array-based and collection-based
     * APIs.
     * 此方法充当基于阵列和基于集合的API之间的桥梁
     * @return an array containing all of the elements in this list in
     *         proper sequence
     * 一个包含正确顺序的列表中所有元素的数组
     */
    public Object[] toArray() {
        return Arrays.copyOf(elementData, size);//使用Arrays工具类
    }

    /**
     * Returns the element at the specified position in this list.
     * 返回此列表中指定位置的元素。
     *
     * @param  index index of the element to return
     *      要返回的元素的索引索引
     * @return the element at the specified position in this list
     *      该列表中指定位置的元素
     * @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
     */
    public E get(int index) {
        rangeCheck(index);

        return elementData(index);
    }

    /**
     * Replaces the element at the specified position in this list with
     * the specified element.
     * 用指定的元素替换此列表中指定位置处的元素。
     *
     * @param index index of the element to replace
     *       要替换的元素的索引索引
     * @param element element to be stored at the specified position
     *       元素要素存储在指定位置
     * @return the element previously at the specified position
     *       元素先前在指定位置
     * @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
     */
    public E set(int index, E element) {
        rangeCheck(index);

        E oldValue = elementData(index);
        elementData[index] = element;
        return oldValue;
    }

    /**
     * Appends the specified element to the end of this list.
     * 将指定的元素追加到此列表的末尾。
     * @param e element to be appended to this list
     * @return <tt>true</tt> (as specified by {@link Collection#add})
     */
    public boolean add(E e) {
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!! 增加modCount!用于判断
        elementData[size++] = e;
        return true;
    }

    /**
     * Inserts the specified element at the specified position in this
     * list. Shifts the element currently at that position (if any) and
     * any subsequent elements to the right (adds one to their indices).
     * 在此列表中指定的位置插入指定的元素。 将当前在该位置的元素(如果有)
     * 和任何后续元素向右移(将一个添加到它们的索引)。
     * @param index index at which the specified element is to be inserted
     * @param element element to be inserted
     * @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
     */
    public void add(int index, E element) {
        rangeCheckForAdd(index);

        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
                         size - index);
        elementData[index] = element;
        size++;
    }

    /**
     * Removes the element at the specified position in this list.
     * Shifts any subsequent elements to the left (subtracts one from their
     * indices).
     * 删除此列表中指定位置的元素。 将任何后续元素向左移(从它们的索引中减去一个)。
     * @param index the index of the element to be removed
     * @return the element that was removed from the list
     * @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
     */
    public E remove(int index) {
        rangeCheck(index);

        modCount++;
        E oldValue = elementData(index);

        int numMoved = size - index - 1;
        if (numMoved > 0)
            System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,

    //public static native void arraycopy(Object src,  int  srcPos,
    //                                 Object dest, int destPos,int length); 
    //调用了本地的方法 : 将指定源数组的数组从指定位置开始复制到目标数组的指定位置。

        elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work 设置为 null ,让gc去回收

        return oldValue;
    }

    /**
     * Removes the first occurrence of the specified element from this list,
     * if it is present.  If the list does not contain the element, it is
     * unchanged.  More formally, removes the element with the lowest index
     * 从列表中删除指定元素的第一次出现(如果存在)。
     *如果列表不包含元素,则不会更改。 更正式地,删除具有最低索引i的元素,使得(如果这样的元素存在)
     *(o == null?get(i)== *null:o.equals(get(i)))。 *如果此列表包含指定的元素(或等效地,如果此列表作为调用的结果更改),则返回true。
     *
     * @param o element to be removed from this list, if present
     * @return <tt>true</tt> if this list contained the specified element 如果包含返回 true
     */
    public boolean remove(Object o) {
        if (o == null) {
            for (int index = 0; index < size; index++)
                if (elementData[index] == null) {
                    fastRemove(index);
                    return true;
                }
        } else {
            for (int index = 0; index < size; index++)
                if (o.equals(elementData[index])) {
                    fastRemove(index);
                    return true;
                }
        }
        return false;
    }

    /*
     * Private remove method that skips bounds checking and does not
     * return the value removed.
     * 私有删除方法,跳过边界检查,不返回值删除。
     */
    private void fastRemove(int index) {
        modCount++;
        int numMoved = size - index - 1;
        if (numMoved > 0)
            System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                             numMoved);
        elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
    }

    /**
     * Removes all of the elements from this list.  The list will
     * be empty after this call returns.
     *从此列表中删除所有元素。 此调用返回后,列表将为空
     */
    public void clear() {
        modCount++;

        // clear to let GC do its work
        for (int i = 0; i < size; i++)
            elementData[i] = null;

        size = 0;
    }

     /**
     * 将指定集合中的所有元素以指定集合的Iterator返回的顺序追加到此列表的末尾。 *如果在操作正在进行时修改指定的集合,则此操作的行为是未定义的。 *(这意味着如果指定的集合是此列表,则此调用的行为是未定义的,并且此列表不是空的。)
     * @param c collection containing elements to be added to this list
     * @return <tt>true</tt> if this list changed as a result of the call
     * @throws NullPointerException if the specified collection is null
     */
    public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
        Object[] a = c.toArray();
        int numNew = a.length;
        ensureCapacityInternal(size + numNew);  // Increments modCount
        System.arraycopy(a, 0, elementData, size, numNew);
        size += numNew;
        return numNew != 0;
    }
    /*
    *将指定集合中的所有元素插入到此列表中,从指定位置开始。
    *
    */
     public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
        rangeCheckForAdd(index);

        Object[] a = c.toArray();
        int numNew = a.length;
        ensureCapacityInternal(size + numNew);  // Increments modCount

        int numMoved = size - index;
        if (numMoved > 0)
            System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + numNew,
                             numMoved);

        System.arraycopy(a, 0, elementData, index, numNew);
        size += numNew;
        return numNew != 0;
    }

    /**
     * Removes from this list all of the elements whose index is between
     * {@code fromIndex}, inclusive, and {@code toIndex}, exclusive.
     * Shifts any succeeding elements to the left (reduces their index).
     *从此列表中删除其索引在fromIndex(包含)和toIndex(排除)之间的所有元素。
     *将任何后续元素向左移(减少其索引)。
     */
    protected void removeRange(int fromIndex, int toIndex) {
        modCount++;
        int numMoved = size - toIndex;
        System.arraycopy(elementData, toIndex, elementData, fromIndex,
                         numMoved);

        // clear to let GC do its work
        int newSize = size - (toIndex-fromIndex);
        for (int i = newSize; i < size; i++) {
            elementData[i] = null;
        }
        size = newSize;
    }

    /**
     * 检查给定的索引是否在范围内。 如果没有,则抛出一个适当的运行时异常。
     * 私有方法
     */
    private void rangeCheck(int index) {
        if (index >= size)
            throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
    }

    /**
     * A version of rangeCheck used by add and addAll.
     * 由add和addAll使用的rangeCheck的版本。
     * 私有方法
     */
    private void rangeCheckForAdd(int index) {
        if (index > size || index < 0)
            throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
    }





    /**
     * Removes from this list all of its elements that are contained in the
     * specified collection.
     * 从此列表中删除包含在指定集合中的所有元素。
     * @param c collection containing elements to be removed from this list
     * @return {@code true} if this list changed as a result of the call
     * 如果此列表由于调用而更改 则返回true
     */
    public boolean removeAll(Collection<?> c) {
        return batchRemove(c, false);
    }

    /**
     * Retains only the elements in this list that are contained in the
     * specified collection.  In other words, removes from this list all
     * of its elements that are not contained in the specified collection.
     *仅保留此列表中包含在指定集合中的元素。 换句话说,
     *从此列表中删除未包含在指定集合中的所有元素。
     * @param c collection containing elements to be retained in this list
     * @return {@code true} if this list changed as a result of the call
     * 如果此列表由于调用而更改 则返回true
     */
    public boolean retainAll(Collection<?> c) {
        return batchRemove(c, true);
    }
    //批量移除
    private boolean batchRemove(Collection<?> c, boolean complement) {
        final Object[] elementData = this.elementData;
        int r = 0, w = 0;
        boolean modified = false;
        try {
            for (; r < size; r++)
                if (c.contains(elementData[r]) == complement)
                    elementData[w++] = elementData[r];
        } finally {
            // Preserve behavioral compatibility with AbstractCollection,
            // even if c.contains() throws.
            //保留与AbstractCollection的行为兼容性,即使c.contains()抛出。
            if (r != size) {
                System.arraycopy(elementData, r,
                                 elementData, w,
                                 size - r);
                w += size - r;
            }
            if (w != size) {
                // clear to let GC do its work
                for (int i = w; i < size; i++)
                    elementData[i] = null;
                modCount += size - w;
                size = w;
                modified = true;
            }
        }
        return modified;
    }

    /**
     *  将ArrayList实例的状态保存到流(即,序列化它)。
     */
    private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
        throws java.io.IOException{
        // Write out element count, and any hidden stuff
        //写出元素数量和任何隐藏的东西
        int expectedModCount = modCount;
        s.defaultWriteObject();

        // Write out size as capacity for behavioural compatibility with clone()
        s.writeInt(size);

        // Write out all elements in the proper order.
        for (int i=0; i<size; i++) {
            s.writeObject(elementData[i]);
        }

        if (modCount != expectedModCount) {
            throw new ConcurrentModificationException();
        }
    }
     /**
     * Reconstitute the <tt>ArrayList</tt> instance from a stream (that is,
     * deserialize it).
     *从流重构 ArrayList 实例(即,反序列化它)。
     */
    private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
        throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
        elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;

        // Read in size, and any hidden stuff
        //读出元素数量和任何隐藏的东西
        s.defaultReadObject();

        // Read in capacity  读入容量
        s.readInt(); // ignored

        if (size > 0) {
            // be like clone(), allocate array based upon size not capacity
            ensureCapacityInternal(size);

            Object[] a = elementData;
            // Read in all elements in the proper order.
            for (int i=0; i<size; i++) {
                a[i] = s.readObject();
            }
        }
    }


     /**
     *对列表中的元素返回一个列表迭代器(以正确的顺序),
     *从列表中指定的位置开始。 指定的索引指示由初始调用返回到next的第一个元素。 
     *对上一个的初始调用将返回具有指定索引减1的元素。
     *  
     *返回的列表迭代器是fail-fast的。
     * @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
     */
    public ListIterator<E> listIterator(int index) {
        if (index < 0 || index > size)
            throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index);
        return new ListItr(index);
    }

    /**
     * Returns a list iterator over the elements in this list (in proper
     * sequence).
     *返回此列表中的元素(按正确顺序)的列表迭代器。
     * <p>The returned list iterator is <a href="#fail-fast"><i>fail-fast</i></a>.
     *返回的列表迭代器是fail-fast的。
     * @see #listIterator(int)
     */
    public ListIterator<E> listIterator() {
        return new ListItr(0);
    }

    /**
     * Returns an iterator over the elements in this list in proper sequence.
     *以正确的顺序返回此列表中的元素的迭代器。
     * <p>The returned iterator is <a href="#fail-fast"><i>fail-fast</i></a>.
     *返回的列表迭代器是fail-fast的。
     * @return an iterator over the elements in this list in proper sequence
     */
    public Iterator<E> iterator() {
        return new Itr();
    }

    /**
     * An optimized version of AbstractList.Itr
     * AbstractList.Itr的优化版本
     */
    private class Itr implements Iterator<E> {
        int cursor;       // index of next element to return
        int lastRet = -1; // index of last element returned; -1 if no such
        int expectedModCount = modCount;

        public boolean hasNext() {
            return cursor != size;
        }

        @SuppressWarnings("unchecked")
        public E next() {
            checkForComodification();
            int i = cursor;
            if (i >= size)
                throw new NoSuchElementException();
            Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
            if (i >= elementData.length)
                throw new ConcurrentModificationException();
            cursor = i + 1;
            return (E) elementData[lastRet = i];
        }

        public void remove() {
            if (lastRet < 0)
                throw new IllegalStateException();
            checkForComodification();

            try {
                ArrayList.this.remove(lastRet);
                cursor = lastRet;
                lastRet = -1;
                expectedModCount = modCount;
            } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
                throw new ConcurrentModificationException();
            }
        }

        final void checkForComodification() {
            if (modCount != expectedModCount)
                throw new ConcurrentModificationException();
        }
    }

    /**
     * An optimized version of AbstractList.ListItr
     * AbstractList.ListItr的优化版本
     */
    private class ListItr extends Itr implements ListIterator<E> {
        ListItr(int index) {
            super();
            cursor = index;
        }

        public boolean hasPrevious() {
            return cursor != 0;
        }

        public int nextIndex() {
            return cursor;
        }

        public int previousIndex() {
            return cursor - 1;
        }

        @SuppressWarnings("unchecked")
        public E previous() {
            checkForComodification();
            int i = cursor - 1;
            if (i < 0)
                throw new NoSuchElementException();
            Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
            if (i >= elementData.length)
                throw new ConcurrentModificationException();
            cursor = i;
            return (E) elementData[lastRet = i];
        }

        public void set(E e) {
            if (lastRet < 0)
                throw new IllegalStateException();
            checkForComodification();

            try {
                ArrayList.this.set(lastRet, e);
            } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
                throw new ConcurrentModificationException();
            }
        }

        public void add(E e) {
            checkForComodification();

            try {
                int i = cursor;
                ArrayList.this.add(i, e);
                cursor = i + 1;
                lastRet = -1;
                expectedModCount = modCount;
            } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
                throw new ConcurrentModificationException();
            }
        }
    }

    //subList 以及后面的代码不在做分析,实际情况中很少用到,需要的时候,请自行看源码分析
}   

5:总结

  1. ArrayList 本质实现方法是用数组!是非同步的!
  2. 初始化容量 = 10 ,最大容量不会超过 MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE – 8!
  3. indexOf和lastIndexOf 查找元素,若元素不存在,则返回-1!
  4. 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 ”。
  5. ArrayList的克隆函数,即是将全部元素克隆到一个数组中。
  6. 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”。
  7. 从代码中可以看出,当容量不够时,每次增加元素,都要将原来的元素拷贝到一个新的数组中,非常之耗时,也因此建议在事先能确定元素数量的情况下,才使用ArrayList,否则建议使用LinkedList。
  8. ArrayList的实现中大量地调用了Arrays.copyof()和System.arraycopy()方法。具体分析见第一篇参考文章
  9. ArrayList基于数组实现,可以通过下标索引直接查找到指定位置的元素,因此查找效率高,但每次插入或删除元素,就要大量地移动元素,插入删除元素的效率低。
  10. 在查找给定元素索引值等的方法中,源码都将该元素的值分为null和不为null两种情况处理,ArrayList中允许元素为null。

三:参考文章
http://blog.csdn.net/ns_code/article/details/35568011” target=”_blank”>http://blog.csdn.net/ns_code/article/details/35568011
http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3308556.html


java集合系列——java集合概述(一)
java集合系列——List集合之ArrayList介绍(二)
java集合系列——List集合之LinkedList介绍(三)
java集合系列——List集合之Vector介绍(四)
java集合系列——List集合之Stack介绍(五)
java集合系列——List集合总结(六)
java集合系列——Map介绍(七)
java集合系列——Map之HashMap介绍(八)
java集合系列——Map之TreeMap介绍(九)
java集合系列——Set之HashSet和TreeSet介绍(十)



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