4. ArrayList

ArrayList"/>

4. ArrayList

ArrayList即底层基于数组的线性表

大多数应用开发中需要List的场合使用它即可。 相比于数组它有自动扩容的优点。大部分情况下没必要为了提高一点点性能不使用ArrayList而使用原始数组。

特点：
1）初始化时容量默认是10， 可通过构造函数指定，达到优化效果。
2）当容量不够时会自动扩容，扩容为原来的1.5倍。
3）新增/删除元素平均时间复杂度： O(n), 因为涉及到元素的移位
4）查找元素平均时间复杂度：O(n)；当知道元素下标时时间复杂度是O(1)

ArrayList源码分析（JDK17）

1. 实现List接口和RandomAccess接口

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

RandomAccess是一个标记接口，没有具体方法，表示该类的实例支持随机访问，即支持根据下标快速定位元素，查询时间复杂度为O(1)

2. 构造器

/*** Constructs an empty list with the specified initial capacity.* 指定初始化集合大小，当我们集合存放的数据量比较大时，建议一次性指定到位容量大小，避免频繁扩容** @param  initialCapacity  the initial capacity of the list* @throws IllegalArgumentException if the specified initial capacity*         is negative* 从构造函数的实现上看，ArrayList的底层维护了一个Object数组，* 如果指定了capacity，则初始化数组的长度就是capacity*/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);}}/*** Constructs an empty list with an initial capacity of ten.   默认构造器*/public ArrayList() {this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;}/*** Constructs a list containing the elements of the specified* collection, in the order they are returned by the collection's* iterator.* 以另一个集合初始化本ArrayList, 这个构造器是所有集合实现类* 约定都需要有，方便集合类型转换。* @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) {Object[] a = c.toArray();if ((size = a.length) != 0) {if (c.getClass() == ArrayList.class) {elementData = a;} else {elementData = Arrays.copyOf(a, size, Object[].class);}} else {// replace with empty array.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;}}

3. 新增逻辑（包括扩容）

    /*** Inserts the specified element at the specified position in this* list. Shifts the element currently at that position (if any) and* any subsequent elements to the right (adds one to their indices).** @param index index at which the specified element is to be inserted* @param element element to be inserted* @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}*/public void add(int index, E element) {// 待插入索引位置检查，0 <= index <= size()// 即：最小的位置为0， 最大的位置为当前集合最后一个元素的下一位rangeCheckForAdd(index);modCount++;final int s;Object[] elementData;// 当判断出当前数组已满时，执行扩容if ((s = size) == (elementData = this.elementData).length)// 扩容逻辑见下文分析elementData = grow();// 待插入位置至最后的元素执行右移System.arraycopy(elementData, index,elementData, index + 1,s - index);// 将新数据插入到index位置elementData[index] = element;size = s + 1;}

    /*** Increases the capacity to ensure that it can hold at least the* number of elements specified by the minimum capacity argument.** 执行数组扩容，扩容后起码要达到最小容量minCapacity。 * @param minCapacity the desired minimum capacity* @throws OutOfMemoryError if minCapacity is less than zero*/private Object[] grow(int minCapacity) {int oldCapacity = elementData.length;if (oldCapacity > 0 || elementData != DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {// 扩容后大小要么是minCapacity, 要么是旧容量的两倍，就看两者谁大int newCapacity = ArraysSupport.newLength(oldCapacity,minCapacity - oldCapacity, /* minimum growth */oldCapacity >> 1           /* preferred growth */);// Arrays.copyOf是一个经典方法，实现数组扩容，并且将旧数据复制进新数组return elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);} else {return elementData = new Object[Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity)];}}