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Java中ArrayList的工作原理詳解

發(fā)布時間：2020-10-16 03:01:03 來源：腳本之家 閱讀：166 作者：躲在魚缸里的徐小波 欄目：編程語言

1.ArrayList

以數(shù)組實(shí)現(xiàn)。節(jié)約空間，但數(shù)組有容量限制。超出限制時會增加50%容量，用System.arraycopy（）復(fù)制到新的數(shù)組。因此最好能給出數(shù)組大小的預(yù)估值。默認(rèn)第一次插入元素時創(chuàng)建大小為10的數(shù)組。按數(shù)組下標(biāo)訪問元素－get（i）、set（i,e）的性能很高，這是數(shù)組的基本優(yōu)勢。如果按下標(biāo)插入元素、刪除元素－add（i,e）、remove（i）、remove（e），則要用System.arraycopy（）來復(fù)制移動部分受影響的元素，性能就變差了。越是前面的元素，修改時要移動的元素越多。直接在數(shù)組末尾加入元素－常用的add（e），刪除最后一個元素則無影響。

ArrayList是一個相對來說比較簡單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，最重要的一點(diǎn)就是它的自動擴(kuò)容。

2.構(gòu)造方法

ArrayList提供了三個構(gòu)造方法：

ArrayList(int initialCapacity)：指定容量
ArrayList()：構(gòu)造一個默認(rèn)容量為10的ArrayList
ArrayList(Collection<? extends E> c)：構(gòu)造一個指定Collection的ArrayList

3.add

 // 添加指定元素到list末尾
  public boolean add(E e) {
    // 檢查是否需要擴(kuò)容
    ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
    // 賦值
    elementData[size++] = e;
    return true;
  }
  private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
    if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
      // 比較默認(rèn)的容量10和傳入的容量，返回大點(diǎn)的數(shù)
      minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
    }
    //擴(kuò)容
    ensureExplicitCapacity(minCapacity);
  } 
  private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
    // 記錄修改次數(shù)
    modCount++;
    // overflow-conscious code
    if (minCapacity - elementData.length > 0)
      grow(minCapacity);
  }
  private void grow(int minCapacity) {
    // overflow-conscious code
    // 記錄當(dāng)前l(fā)ist的容量
    int oldCapacity = elementData.length;
    // 擴(kuò)展為原來的1.5倍
    int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
    // 如果擴(kuò)展1.5倍還不能滿足，直接擴(kuò)展為需求值
    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);
  }

也就是說，當(dāng)增加數(shù)據(jù)的時候，如果ArrayList的大小已經(jīng)不滿足需求時，那么數(shù)組大小就會變?yōu)樵瓉淼?.5倍，之后就是把老的數(shù)據(jù)拷貝新的數(shù)組里面。例如我創(chuàng)建的list的容量時10，當(dāng)我們已經(jīng)添加了10個元素的之后，再添加就會進(jìn)行自動擴(kuò)容到15。

get，set

  public E get(int index) {
    rangeCheck(index);
    return elementData(index);
  }
  public E set(int index, E element) {
    rangeCheck(index);
    E oldValue = elementData(index);
    elementData[index] = element;
    return oldValue;
  }

get()和set()就比較簡單了，進(jìn)行范圍檢查后就可以進(jìn)行對應(yīng)的操作了。由于ArrayList是動態(tài)數(shù)組，所以我們完全可以根據(jù)下標(biāo)來獲取ArrayList中的元素，而且速度還比較快，故ArrayList長于隨機(jī)訪問。

remove

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,
             numMoved);
  elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
  return oldValue;
}

remove()首先進(jìn)行范圍檢查，然后計(jì)算移動的開始位置，如果大于0的話就進(jìn)行移動并返回舊值

以上就是本文的全部內(nèi)容，希望本文的內(nèi)容對大家的學(xué)習(xí)或者工作能帶來一定的幫助，同時也希望多多支持億速云！

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