一、ArrayList简介
ArrayList是可以动态增长和缩减的索引序列，它是基于数组实现的List类。
该类封装了一个动态再分配的Object[]数组，每一个类对象都有一个capacity属性，表示它们所封装的Object[]数组的长度，当向ArrayList中添加元素时，该属性值会自动增加。如果想ArrayList中添加大量元素，可使用ensureCapacity方法一次性增加capacity，可以减少增加重分配的次数提高性能。
ArrayList的用法和Vector向类似，但是Vector是一个较老的集合，具有很多缺点，不建议使用。另外，ArrayList和Vector的区别是：ArrayList是线程不安全的，当多条线程访问同一个ArrayList集合时，程序需要手动保证该集合的同步性，而Vector则是线程安全的。
二：源码分析
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
{
/**
* Default initial capacity.默认初始容量
*/
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
/ **
* 空数组
*/
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
/**
* 用于默认大小空实例的共享空数组实例。我们
* 将其与empty_elementdata区分开来，以了解在什么时候
* 第一个元素被添加。
*/
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
/**
存储ArrayList元素的数组缓冲区。
ArrayList的容量是这个数组缓冲区的长度。
一个空的ArrayList当 elementData==DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA第一个元素被添加时，容量将扩展为DEFAULT_CAPACITY。
*/
transient Object[] elementData;
/**
* The size of the ArrayList (the number of elements it contains).
*ArrayList的大小（包含的元素个数）
* @serial
*/
private int size;
/**
* 用指定的初始容量构造一个空列表。
*
* @param initialCapacity 初始容量
* @throws IllegalArgumentException 如果指定的初始容量是负的将抛出异常
*/
public ArrayList(int initialCapacity) {
if (initialCapacity > 0) {
this.elementData = new Object[initialCapacity];
} else if (initialCapacity == 0) {
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
} else {
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
initialCapacity);
}
}
/**
* 构造一个空列表，初始容量为10。
*/
public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
/**
构造一个包含指定元素的列表的列表集合，按照集合的顺序返回迭代器。
* @param c the collection whose elements are to be placed into this list
* @throws NullPointerException if the specified collection is null
*/
public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
elementData = 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;
}
}
/**
将这个ArrayList实例的容量变成列表的当前大小。
应用程序可以使用这个操作来最小化存储一个ArrayList的实例。
**/
public void trimToSize() {
modCount++;
if (size < elementData.length) {
elementData = (size == 0)
? EMPTY_ELEMENTDATA
: Arrays.copyOf(elementData, size);
}
}
/**
增加这个ArrayList实例的容量，确保它至少能容纳元素的数量
由最小容量参数指定。
@param minCapacity 期望的最小容量
*/
public void ensureCapacity(int minCapacity) {
int minExpand = (elementData != DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA)
// 任何大小，如果不是默认元素表则为零
? 0
//如果是默认的数组则为 DEFAULT_CAPACITY
: DEFAULT_CAPACITY;
//如果期望的最小容量比 minExpand大 则扩容
if (minCapacity > minExpand) {
ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}
}
/**
要分配的数组的最大大小。
数组作为一个对象，需要一定的内存存储对象头信息，对象头信息最大占用内存不可超过8字节，所以这里最大长度为 -8
试图分配更大的数组可能导致
OutOfMemoryError:请求的数组大小超过VM限制
*/
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
/**
增加容量，以确保它至少可以容纳
由最小容量参数指定的元素数量。
*
* @param minCapacity the desired minimum capacity
*/
private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;
//新容量=old+old/2 ,即原来的1.5倍
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
//当容量超过MAX_ARRAY_SIZE，最大容量允许大于 MAX_ARRAY_SIZE
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);
}
private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
if (minCapacity < 0) // overflow
throw new OutOfMemoryError();
return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
Integer.MAX_VALUE :
MAX_ARRAY_SIZE;
}
/**
* 如果该列表包含指定的元素返回true
* @param o element whose presence in this list is to be tested
* @return <tt>true</tt> if this list contains the specified element
*/
public boolean contains(Object o) {
return indexOf(o) >= 0;
}
/**
*添加一个元素，ensureCapacityInternal（minCapacity）判断最小容量和数组实际大小，如果最小容量比数组大则进行扩容为原来的1.5倍
*
* @param e element to be appended to this list
* @return <tt>true</tt> (as specified by {@link Collection#add})
*/
public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}
/**
移除下标的为index的元素
*
* @param index the index of the element to be removed
* @return the element that was removed from the list
* @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
*/
public E remove(int index) {
rangeCheck(index);
modCount++;
E oldValue = elementData(index);
int numMoved = size - index - 1;
if (numMoved > 0)
//注意这里，将数组index以后的都向前移动一位
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
numMoved);
//将数组最后一位置为null
elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
return oldValue;
}
/**
移除指定元素：如果传入的元素为空，则删除第一个出现的空元素，如果没有空元素则返回 false
如果传入的不为空，则删除第一个出现的元素，不存在返回false
*
* @param o element to be removed from this list, if present
* @return <tt>true</tt> if this list contained the specified element
*/
public boolean remove(Object o) {
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 remove method that skips bounds checking and does not
* return the value removed.
*/
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
}
/**
* 清空一个list
* be empty after this call returns.
*/
public void clear() {
modCount++;
// clear to let GC do its work
for (int i = 0; i < size; i++)
elementData[i] = null;
size = 0;
}
}
