1. ArrayList结构图

ArrayList 是 java 集合框架中比较常用的数据结构了。继承自 AbstractList，实现了 List 接口。底层基于数组实现容量大小动态变化。允许 null 的存在。同时还实现了 RandomAccess、Cloneable、Serializable 接口，所以ArrayList 是支持快速访问、复制、序列化的。
ArrayList - 图1

2. ArrayList类简介

  • 1、ArrayList是内部是以动态数组的形式来存储数据的、知道数组的可能会疑惑：数组不是定长的吗？这里的动态数组不是意味着去改变原有内部生成的数组的长度、而是保留原有数组的引用、将其指向新生成的数组对象、这样会造成数组的长度可变的假象。
  • 2、ArrayList具有数组所具有的特性、通过索引支持随机访问、所以通过随机访问ArrayList中的元素效率非常高、但是执行插入、删除时效率比较地下、具体原因后面有分析。
  • 3、ArrayList实现了AbstractList抽象类、List接口、所以其更具有了AbstractList和List的功能、前面我们知道AbstractList内部已经实现了获取Iterator和ListIterator的方法、所以ArrayList只需关心对数组操作的方法的实现、
  • 4、ArrayList实现了RandomAccess接口、此接口只有声明、没有方法体、表示ArrayList支持随机访问。
  • 5、ArrayList实现了Cloneable接口、此接口只有声明、没有方法体、表示ArrayList支持克隆。

  • 6、ArrayList实现了Serializable接口、此接口只有声明、没有方法体、表示ArrayList支持序列化、即可以将ArrayList以流的形式通过ObjectInputStream/ObjectOutputStream来写/读。

    基础属性

    ArrayList部分源码如下：
    image.png
    如上代码中为ArrayList的主要属性:

  • DEFAULT_CAPACITY：默认容量，即为初始值大小

  • EMPTY_ELEMENTDATA：共享的空数组，用于初始化空实例
  • elementData：ArrayList内部结构，是一个Object[]类型的数组

  • size：数组长度大小

    构造方法

    如下为ArrayList的构造方法:
    image.png

  • 1.构造方法1，表示接受指定地容量值，初始化创建数组，建议在可估算数组大小时,创建ArrayList可指定

  • 2.构造方法2，是默认的构造方法，它将创建一个空数组

  • 3.构造方法3，接收一个Collection的实体，将该Collection实体转换为ArrayList对象

    主干流程

    1.添加指定元素代码如下
    image.png
    可以看到实际上只有3行代码，其流程主要如下：

    1.扩容 (这里便解释了，在介绍时提出的问题)：

    主要源码如下
    image.png

  • 第一个方法的逻辑为：判断是不是第一次添加元素，若为第一次，则设置初始化大小为默认的值10,否则使用传入的参数

  • 第二个方法的逻辑为：若长度大于数组长度，则扩容
  • 第三个方法的逻辑为:

image.png、

2.赋值：将添加的值放置到size++的位置上

3.返回：返回true

2.添加指定元素到指定的位置上代码如下:
image.png
其流程为:

  • 1.校验下标：调用rangeCheckForAdd方法进行下标校验，不正确则会抛出IndexOutOfBoundsException异常
  • 2.扩容：详见上部分中做的介绍
  • 3.移动数据：将数据index后面的数据，都向后移动
  • 4.赋值：将加入的值放置到index位置中

  • 5.长度增加：长度增加

    3. 常见问题

    1.问题描述

    在使用ArrayList比较常见的一个问题就是在遍历ArrayList的时候调用remove()方法进行元素的删除操作,从而得到意想不到的结果，本人在开发过程中也遇到过这样的问题，所以在这里提出了，希望能够帮助到大家。

    2.实例及分析

    如下代码中，在遍历List时，调用了remove方法，删除元素a
    image.png

  • 这段代码看似解决了删除列表中所有的a元素，但是删除后得出List的结果为[a, c, a]，为什么这种方式没有达到想要的效果，其实仔细分析后会发现，在调用remove()方法时List的长度会发生变化而且元素的位置会发生移动，从而在遍历时list实际上是变化的，例如

  • 当i=0时，此时list中的元素为[a,a,c,a,a],
  • 但当i=1时，此时List中的元素为[a,c,a,a],元素的位置发生了移动，从而导致在遍历的过程中不能达到删除的效果

    3.解决方案

    通过上述的分析可以看出，出现问题的原因是元素的位置发生了移动，从而导致异常的结果 方案一、逆向遍历List删除,代码如下，这种做法可行主要是因为remove()方法删除index处的元素时，是将index+1到size-1索引处的元素前移，而逆向遍历可以避免元素位置的移动
    image.png
    方案二、使用迭代器中的remove方法，迭代器具体参考Iterator详解，主要代码如下(这种方式比较推荐)
    image.png

    4. 手写一个ArrayList

    自己手写一个ArrayList,代码如下：
    image.png
    image.png
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    5. 总结（重要）

    image.png