ArrayList简介：
ArrayList实现了List接口它是一个可调整大小的数组可以用来存放各种形式的数据。并提供了包括CRUD在内的多种方法可以对数据进行操作，但是它不是线程安全的，另外ArrayList按照插入的顺序来存放数据，它的底层就是一个Object数组。
ArrayList类结构：
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
- 实现了List接口使一个数组队列拥有了List基本的增删改查功能
- 实现了RandomAccess接口拥有随机读写的功能
- 实现了Cloneable接口可以被克隆
- 实现了Serializable接口并重写了序列化和反序列化方法，使得ArrayList可以拥有更好的序列化的性能
成员变量和几个构造方法
/**
* 定义序列化ID，主要是为了表示不同的版本的兼容性
*/
private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;
/**
* 默认的数组存储容量(ArrayList底层是数组结构)
*/
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
/**
* 当指定数组的容量为0时使用这个常量赋值
*/
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
/**
* 默认空参构造函数时使用这个常量赋值
*/
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
/**
* 真正存放数据的对象数组，transient标识不被序列化
*/
transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access
/**
* 数组中的真实元素个数，该值小于或等于elementData.length
*/
private int size;
/**
* 修改次数，它是父类AbstractList中的变量
*/
protected transient int modCount = 0;
**
* 构造函数一：指定了容量的大小
* @param initialCapacity
*/
public ArrayList(int initialCapacity) {
//传入的参数initialCapacity大于0，初始化一个Object数组
if (initialCapacity > 0) {
this.elementData = new Object[initialCapacity];
} else if (initialCapacity == 0) {
//指定大小为0时，则为空数组-EMPTY_ELEMENTDATA
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
} else {
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: " + initialCapacity);
}
}
/**
* 构造函数二：默认空参构造函数
*/
public ArrayList() {
//没有指定大小，使用空数组-DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA，长度为0
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
/**
* 构造函数三:传入集合参数的构造函数
* @param c 要将其元素放入此列表中的集合
* @throws NullPointerException if the specified collection is null
*/
public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
elementData = ((ArrayList<?>) c).toArray();
if ((size = elementData.length) != 0) {
// c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
if (elementData.getClass() != Object[].class)
elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
} else {
// replace with empty array.
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
}
}
往ArrayList中加入元素：add（E e）以及相关方法
/**
* 将指定的元素追加到此列表的末尾
* @param e 要附加到此列表的元素
* @return true
*/
public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1);
elementData[size++] = e; //将元素赋值
return true;
}
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
/**
* 这里是DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA，是个空数组，长度为0
* 在该方法中首先判断了当前数组是否是空数组，如果是则比较加入的个数与默认个数(10)比较，取较大值
*/
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}
/**
* 在该方法中首先是对modCount+1，判断数组真实元素个数加1后的长度与当前数组长度大小关系
* 如果小于0，返回，如果大于0，则调用grow扩容方法。
*/
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++; //修改次数+1
/**
* 判断数组真实元素个数加1后的长度与当前数组长度大小关系，如果小于0，返回，如果大于0，则
* 调用grow（minCapacity）方法
*/
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
/**
* 增加容量以确保它至少可以容纳最小容量参数指定的元素数。
* @param minCapacity 所需的最小容量
*
* 使用 oldCapacity + (oldCapacity >> 1)是当前数组的长度变为原来的1.5倍，
* 在与扩容后的长度以及扩容的上限值进行对比，然后调用copyOf方法。
*/
private void grow(int minCapacity) {
int oldCapacity = elementData.length; //数组长度
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); //容量变成原来的1.5倍，旧容量+(旧容量/2)
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
//这里将调用copyOf方法，拷贝一个新数组，长度为原来的1.5倍
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
/**
* 复制指定的数组，截断或填充空值（如果需要）
* 因此副本具有指定的长度。对于所有在原始数组和副本中都有效，这两个数组将包含相同的值。
* 对于再复制而不是原始副本，副本将包含空值。
* 这些指数将存在，如果且仅当指定长度。大于原始数组的值。结果数组与原始数组的类完全相同。
*
* 该方法的底层就是调用System.arraycopy()方法，
* 把旧数据的数据拷贝到扩容后的新数组里面，返回新数组
* 然后再把新添加的元素赋值给扩容后的size+1的位置里面。
*/
public static <T,U> T[] copyOf(U[] original, int newLength, Class<? extends T[]>
newType) {
@SuppressWarnings("unchecked")
T[] copy = ((Object)newType == (Object)Object[].class)
? (T[]) new Object[newLength]
: (T[]) Array.newInstance(newType.getComponentType(), newLength);
System.arraycopy(original, 0, copy, 0,
Math.min(original.length, newLength));
return copy;
}
往指定位置插入元素add（int idnex,E element）
/**
* 与add(E e)方法大致一致，主要的差异是增加了一行代码：
* System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, size - index)
* 从index位置开始以及之后的数据，整体拷贝到index+1开始的位置(全部后移1位)，
* 然后再把新加入的数据放在index这个位置，而之前的数据不需要移动。（这些动作比较消耗性能）
*/
public void add(int index, E element) {
rangeCheckForAdd(index);
ensureCapacityInternal(size + 1);
// (原数组，原数组的开始位置，目标数组，目标数组的开始位置，拷贝个数)
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,size - index);
elementData[index] = element;
size++;
}
移除（根据下标移除和根据对象移除）remove(int index)，remove(Object o)
/**
* 根据下标删除
* 很明显remove在删除的时候也用了System的本地方法arraycopy，
* 跟前文add不同的是它把相当于插入位置的后几位数据全部向前移动一位，并且此外该方法会返回被删掉的数据。
*/
public E remove(int index) {
rangeCheck(index);
modCount++; //记录修改的次数
E oldValue = elementData(index);
//获取要移动元素的个数
int numMoved = size - index - 1;
if (numMoved > 0)
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,numMoved);
//把size-1的位置的元素赋值为null,方便GC回收
elementData[--size] = null;
return oldValue;
}
/**
* 从方法中可以看到ArrayList在对Object对象删除操作上区分开了Null，
* 重点要注意的是在对非空对象进行删除的时候ArrayList是调用了equals来匹配数组中的数据。
* 也就是说如果你的集合（不局限于ArrayList）是对类进行操作，
* 而你的类没有重写hashCode以及equals，那么你通过该方法来删除数据都是无法成功的，
* 总之如果你要在集合中对类对象进行操作就需要重写上述的两个方法。
* 此外就算你ArrayList中存有多个相同的Obejct对象，执行该方法也只会删除一次。
* 或许有人会有疑问，既然使用equals那直接重写equals不就好了何必跟着重写hashCode呢？
* 答案是如果你只重写equals是可以完成删除操作，但是你重写equals没有重写hashCode，
* 那么你在使用散列数据结构HashMap，HashSet对该类进行操作的话会出错（jdk1.8 HashMap工作原理(Get,Put)和扩容机制）。
* 而在Object规范中提到的第二点要求就是如果两个对象经过equals比较后相同，那么他们的hashCode一定相同。
* 所以这就是为什么要hashCode跟euqals两者同时重写。
*/
public boolean remove(Object o) {
//对传进来的对象进行区分处理
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 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 消除过期对象的引用
}
修改 set(int index, E element)
/**
* 设置第X个元素为X，并返回旧元素
*/
public E set(int index, E element) {
//检查是否越界
rangeCheck(index);
//获取旧的元素值
E oldValue = elementData(index);
//新元素赋值
elementData[index] = element;
//返回旧的元素值
return oldValue;
}
获取数据 get(int index)
/**
* 返回列表中指定位置的元素
*/
public E get(int index) {
/**
* 检查是否越界
*/
rangeCheck(index);
/**
* 返回指定位置上的元素
*/
return elementData(index);
}
// 位置访问操作
@SuppressWarnings("unchecked")
E elementData(int index) {
return (E) elementData[index];
}
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