Java中ArrayList的工作原理详解

1.arraylist

以数组实现。节约空间，但数组有容量限制。超出限制时会增加50%容量，用system.arraycopy（）复制到新的数组。因此最好能给出数组大小的预估值。默认第一次插入元素时创建大小为10的数组。按数组下标访问元素－get（i）、set（i,e）的性能很高，这是数组的基本优势。如果按下标插入元素、删除元素－add（i,e）、remove（i）、remove（e），则要用system.arraycopy（）来复制移动部分受影响的元素，性能就变差了。越是前面的元素，修改时要移动的元素越多。直接在数组末尾加入元素－常用的add（e），删除最后一个元素则无影响。

arraylist是一个相对来说比较简单的数据结构，最重要的一点就是它的自动扩容。

2.构造方法

arraylist提供了三个构造方法：

arraylist(int initialcapacity)：指定容量
arraylist()：构造一个默认容量为10的arraylist
arraylist(collection<? extends e> c)：构造一个指定collection的arraylist

3.add

 // 添加指定元素到list末尾
  public boolean add(e e) {
    // 检查是否需要扩容
    ensurecapacityinternal(size + 1); // increments modcount!!
    // 赋值
    elementdata[size++] = e;
    return true;
  }
  private void ensurecapacityinternal(int mincapacity) {
    if (elementdata == defaultcapacity_empty_elementdata) {
      // 比较默认的容量10和传入的容量，返回大点的数
      mincapacity = math.max(default_capacity, mincapacity);
    }
    //扩容
    ensureexplicitcapacity(mincapacity);
  } 
  private void ensureexplicitcapacity(int mincapacity) {
    // 记录修改次数
    modcount++;
    // overflow-conscious code
    if (mincapacity - elementdata.length > 0)
      grow(mincapacity);
  }
  private void grow(int mincapacity) {
    // overflow-conscious code
    // 记录当前list的容量
    int oldcapacity = elementdata.length;
    // 扩展为原来的1.5倍
    int newcapacity = oldcapacity + (oldcapacity >> 1);
    // 如果扩展1.5倍还不能满足，直接扩展为需求值
    if (newcapacity - mincapacity < 0)
      newcapacity = mincapacity;
    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);
  }

也就是说，当增加数据的时候，如果arraylist的大小已经不满足需求时，那么数组大小就会变为原来的1.5倍，之后就是把老的数据拷贝新的数组里面。例如我创建的list的容量时10，当我们已经添加了10个元素的之后，再添加就会进行自动扩容到15。

get，set

  public e get(int index) {
    rangecheck(index);
    return elementdata(index);
  }
  public e set(int index, e element) {
    rangecheck(index);
    e oldvalue = elementdata(index);
    elementdata[index] = element;
    return oldvalue;
  }

get()和set()就比较简单了，进行范围检查后就可以进行对应的操作了。由于arraylist是动态数组，所以我们完全可以根据下标来获取arraylist中的元素，而且速度还比较快，故arraylist长于随机访问。

remove

public e remove(int index) {
  rangecheck(index);
  modcount++;
  e oldvalue = elementdata(index);
  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
  return oldvalue;
}

remove()首先进行范围检查，然后计算移动的开始位置，如果大于0的话就进行移动并返回旧值

以上就是本文的全部内容，希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助，同时也希望多多支持！