ArrayList

• 概述
• add()函数
• set（）和get（）方法
• remove()方法

概述

  ArrayList是以数组实现的。可以节约空间，但是数组有容量的限制。超出限制时会增加50%的容量，用System.arraycopy()方法可以复制到新的数组，因此最好能给出数组大小的预估值。默认第一次插入元素时创建大小为10的数组。

  按照数组下标访问元素--get(i)/set(i,e)的性能很高，这是数组的基本优势。

  直接在数组末尾加入元素--add(e)的性能也很高，但是如果按照下标位置插入、删除元素--add(i,e)、remove(i)、remove(e)，则要用System.arraycopy()来移动部分受影响的元素，性能就变差了，这是基本劣势。

  ArrayList是一个相对来说比较简单的数据结构，最重要的一点是它的自动扩容，可以认为是我们常说的“动态数组”。

add()函数

  当我们在ArrayList中增加元素的时候，会使用add()函数。这个方法会将元素放到末尾。

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

  这个方法最核心的内容就是ensureCapacityInternal()方法，这个方法其实就是自动扩容机制的核心。

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

    ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}

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

    if (minCapacity - elementData.length > 0)
        grow(minCapacity);
}

private void grow(int minCapacity) {
    int oldCapacity = elementData.length;
    //扩展为原来的长度的1.5倍;
    int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
    //如果扩为1.5倍还不满足需求，直接扩为需求值；
    if (newCapacity - minCapacity < 0)
        newCapacity = minCapacity;
    if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
        newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
    
    elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}

  也就是说，当增加数据的时候，如果ArrayList的大小已经不满足需求时，那么就将数组变为原长度的1.5倍，之后的操作就是把老的数组拷贝到新的数组里面。例如，默认的数组大小是10，也就是说当我们添加10个元素之后，再进行一次添加操作时，就会发生自动扩容，数组长度由10变为了15。

set（）和get（）方法

  ArrayList的set（）和get（）方法就比较简单，就是先做index下标检查，然后执行赋值或者访问操作：

public E set(int index, E element) {
    if (index >= size)
        throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));

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

public E get(int index) {
    if (index >= size)
        throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));

    return (E) elementData[index];
}

remove()方法

  

public E remove(int index) {
    if (index >= size)
        throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));

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

    int numMoved = size - index - 1;
    if (numMoved > 0)
        //把后面的往前移;
        System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index, numMoved);
    //把最后的置为null；
    elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work

    return oldValue;
}

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