ArrayList相关知识总结

1.定义

ArrayList是一个动态数组，也是我们常用的集合，它允许任何元素的插入，包括null。

ArrayList初始化容量为10，该容量代表了数组的大小，随着容器中容量的不断增加，容器的大小也会随着增加。在每次向容器中增加元素时，会进行容量检查，当快溢出时，会进行扩容操作。

ArrayList继承自 AbstractList，实现了 List 接口。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。

2.特征

1、ArrayList可以存放重复数据，也可以存放null值

2、ArrayList中元素存放和插入顺序一致，插入的元素是有序的

3、ArrayList集合底层采用的是动态数组来存储数据

4、动态扩容

5、非线程安全，异步

6、 擅长随机访问(get ，set)

3.1属性和默认值

//默认的初始容量10
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

//空数组实例
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};

//存储数据：使用的是数组，数组存储的数据类型是Object
    private transient Object[] elementData;
//用来记录存放数据的个数
    private int size;

ArrayList底层存储元素是使用数组

数组 elementData.length:表示当前数组容量，最大存储的数据个数

size：实际存放的数据个数

3.2构造函数

    //有参构造函数：通过指定初始容量initialCapacity来实例化ArrayList
	public ArrayList(int initialCapacity) {
        super();
        //参数合法性校验
        if (initialCapacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+initialCapacity);
        //实例化一个大小为initialCapacity数组并将数组赋值给elementData
        this.elementData = new Object[initialCapacity];
    }

    //无参构造函数  elementData赋值为空数组
    public ArrayList() {
       // ArrayList(DEFAULT_CAPACITY);
        super();
        this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
        //将默认值的赋值在add中完成
    }

    //通过集合来实例化ArrayList
    public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
        //将集合转化为数组，直接赋值给elementData
        elementData = c.toArray();
        //将集合中已有元素的带下赋值给size
        size = elementData.length;
        // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
        if (elementData.getClass() != Object[].class)
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
    }

3.3常用方法：

add(Object e)
add(int index ,Object e)
addAll(Collection c) 
addAll(int index , Collection c)
size()
get(int index)
set(int index,Object e)
indexOf(Object c)
lastIndexOf(Object c)
isEmpty()
remove(int index)
remove(Object c)
removeAll(Collection<?> c)
contains(Object c)
containsAll(Collection<?> c)
clear()
clone()
iterator()
retainAll(Collection<?> c)
subList(int fromIndex,int toIndex)
trimToSize()  回收多余容量
toArray()
toArray(T[] a)

4.常见方法源码解析

（1）add：添加元素

ArrayList在未指定容量时，初始容量时10

modCount属性是版本控制器，也是ArrayList中的属性（继承自AbstractList中属性），和业务无关，仅仅是做版本控制，在集合进行变更时（修改、删除、添加）会自增1

扩容时机和扩容机制：当要插入数据的个数大于了数组容量，需要进行扩容，将容量大小变更为原大小的1.5倍，需要将原集合数据拷贝到新数组中

    public boolean add(E e) {
        //考虑扩容
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        //将数据通过数组坐标插入到数据尾部，并对size+1
        elementData[size++] = e;
        return true;
    }

   private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
        if (elementData == EMPTY_ELEMENTDATA) {
            //在添加第一个元素时，如果集合是通过无参构造实例时，会进入到if
            //在未指定集合容量时，默认情况下数组初始化大小为10
            minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
        }

        ensureExplicitCapacity(minCapacity);
    }

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

        // overflow-conscious code
        //minCapacity（size+1） > elementData.length,意味着数组空间不足，扩容时机
        if (minCapacity - elementData.length > 0)
            grow(minCapacity);
    }

  //扩容点
    private void grow(int minCapacity) {
        // overflow-conscious code
        int oldCapacity = elementData.length;
        //扩容为原大小的1.5倍
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);//oldCapacity >> 1 => oldCapacity/2
        //对newCapacity进行边界的校正（不能小于minCapacity，不能大于MAX_ARRAY_SIZE）
        if (newCapacity - minCapacity < 0)
            newCapacity = minCapacity;
        if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
            newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
        // 将原有的集合数据拷贝到新容量为newCapacity的数组中
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
    }

（2）get():获取元素

    public E get(int index) {
        //检查查询位置的合法性 index <size
        rangeCheck(index);

        return elementData(index);
    }

    private void rangeCheck(int index) {
        if (index >= size)
            throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
    }

	 E elementData(int index) {
        return (E) elementData[index];
    }

（3）remove：删除元素

    public boolean remove(Object o) {
        //删除操作判断区分是否为null值，如果为null，判断相等使用==  如果不为null，判断相等使用equals
        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;
    }

 //删除操作
    private void fastRemove(int index) {
        modCount++;
        int numMoved = size - index - 1;
        if (numMoved > 0)
            //将index位置之后的数据全部前移一位
            System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,numMoved);
        //将最后一个位置置为null，并将size-1
        elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
    }

注：Arrays.copyof() 拷贝和System.arraycopy 异同点：

ArrayList和数组的区别？

1、ArrayList是可以动态扩容的，数组是不能（长度一旦确定是固定的）

2、存储数据类型不相同，数组可以存在基本类型、包装类型、自定义类型、而ArrayList只能存储基本类型和自定义类型

3、集合提供了丰富的API操作、无序关注内部处理细节、对于数组而言需要关注底层实现细节

最后

以上就是腼腆导师为你收集整理的ArrayList相关知识总结的全部内容，希望文章能够帮你解决ArrayList相关知识总结所遇到的程序开发问题。

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