父类和接口

  1. public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
  2.         implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable

1、java.util.AbstractList
该抽象类是大部分 List 的共同父类，它提供了一些基本的方法封装，以及通用的迭代器实现。
2、java.util.List
列表标准接口，列表是一个有序集合，又被成为序列。该接口对它内部的每一个元素的插入位置都有精确的控制。
可以使用整数索引(index)来查询。
列表允许重复元素，可以插入 null 元素
3、java.util.RandomAccess
这是一个标记性质的随机访问接口，它没有提供任何方法。
如果实现了这个接口，那么标识这个类使用索引遍历比迭代器要更快(ArrayList、CopyOnWriteArrayList、Stack 和 Vector 都实现了这个接口)
4、java.long.Cloneable
用于标记可克隆的对象。没有实现该接口的对象在调用 Object.clone() 方法时会抛异常。
5、java.io.Serializable
序列化标记接口。被此接口标记的类可以实现 Java 序列化和反序列化。该接口没有任何内容，但是 Java 序列化里有一些默认成员变量和默认方法，会在序列化和反序列化的时候调用，主要有以下方法：

/* 序列化时调用，可以将特定的类转换成自己需要的序列化格式 */
private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s) throws java.io.IOException
/* 反序列化时调用，可以将输入转换成特定的类*/
private void readObject(java.io.ObjectInputStream s) throws java.io.IOException, ClassNotFoundException
/* 反序列化时调用，当遇到类似版本不一致的问题，为了使序列化成功，提供的一个缺省的方法 */
private void readObjectNoData() throws ObjectStreamException

成员变量

1、transient Object[] elementData;
elementData 是该 List 的数据域，其中被 transient 修饰表示这个变量不会被序列化，它提供给 Serializable 接口使用。
但是 ArrayList 的序列化和反序列化都能成功，是因为实现了 Serializable 接口的 writeObject 方法，这个方法把 elementData 中的元素全部序列化到文件中了。writeObject 是私有方法，通过反射机制被调用。

为何不直接使用 elementData 来序列化？**
因为 elementData 是一个缓存数组，为了性能考虑，通常会预留一些容量，当容量不足时会扩容，可能会有大量空间没有实际存储元素。通过实现 writeObject 方法来保证只序列化实际有值的元素，而不是序列化整个数组。

2、private int size;
size 表示当前 List 的长度。elementData 的 length 是必然大于或等于 size 的。

3、protected transient int modCount = 0;
该成员变量继承自 java.util.AbstractList，记录了结构性变化的次数。涉及结构性变化的方法都会增加 modCount 的值，
这些方法包括：add()、remove()、addAll()、removeRange()、clear()。

常量

1、private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;
序列化版本 UID，供序列化接口使用，维持版本一致性
设想 ArrayList 在某次更新后，多出了新成员要被序列化，那么旧版本中序列化的内容就无法序列化成新版本的对象。
2、private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
设想数组长度的上限，最大整数 - 8

构造方法

ArrayList 有三个重载的构造方法

public ArrayList(int initialCapacity)
public ArrayList()
public ArrayList(Collection<? extends E> c)

initialCapacity 表示初始化的 elementData 长度；
如果使用无参构造，elementData 初始长度为0，add 第一个元素时默认初始长度为 10；
当构造参数为集合时，elementData 长度会设置等同集合的大小，然后赋值所有元素到 elementData 中。

常用方法

1、indexof、lastIndexof、contains

  • indexof ：用于查询指定对象的索引 index，实现的方式是对数组顺序遍历，调用指定元素的 equals 方法来比对。如果查询不到，返回 -1。
  • lastIndexof：与 indexof 遍历顺序相反，对数组倒序遍历查找。
  • contains：直接调用 indexof 方法，根据返回值是否是 -1 来判断查找的元素是否存在。

2、set、add、addAll

  • set：替换数组里的对应索引处的值
  • add 和 addAll ：首先要检查当前 elementData 的长度，如果添加后的大小超出 elementData 的长度，需要对 elementData 扩容。
    • 扩容：按照1.5倍的比例扩容。

3、remove、removeAll、retainAll

  • remove：有两种重载形式：remove(int) 和 remove(Object)
    • 当形参为 int 时表示移除位于指定 index 的数据，如果移除的不是最后一位，会调用 System.arrayCopy 方法把 index 之后的数据向前移动一位，该方法的返回值指向被删除的元素。由此可见 ArrayList 的 remove 方法效率比较低。
    • 当形参为 Object 时，表示移除指定的对象，该方法会遍历整个数组，找到第一个与之相等的对象，并执行类似 remove(int) 的操作。返回是否删除成功。
  • public boolean removeAll(Collection<?> c)
    • 从列表中移除指定集合中包含的所有元素
  • public boolean retainAll(Collection<?> c)
    • 从列表中保留指定集合的元素