2020-03-03

从源码看一看ArrayList的几个常见方法

第一节 ArrayList简介

ArrayList是一个数组队列，相当于动态数组。与Java中的数组相比，它的容量能动态增长。它继承于AbstractList，实现了List，RandomAccess[随机访问]，Cloneable[可克隆]，java.io.Serializable[序列化]这些接口。ArrayList继承了AbstractList，实现了List，提供了相关的添加、删除、修改、遍历等功能。
ArrayList实现了RandmoAccess接口，即提供了随机访问功能。RandmoAccess是java中用来被List实现，为List提供快速访问功能的。在ArrayList中，可以通过元素的序号快速获取元素对象，即快速随机访问。
ArrayList 实现了Cloneable接口，即覆盖了函数clone()，能被克隆。ArrayList 实现java.io.Serializable接口，这意味着ArrayList支持序列化，能通过序列化去传输。
与Vector不同，ArrayList中的操作不是线程安全的。所以，建议在单线程中才使用ArrayList，而在多线程中可以选择Vector或者CopyOnWriteArrayList。

第二节增删查改源代码解析

2.1 增加

ArrayList添加元素的操作，这里介绍两个方法 add(E object) 和 add(int index, E object) 。其他的方法，类似addAll(int index, Collection<? extends E> c)等，自行探索即可。

add(E object)方法 add(E object)方法的结果是在list末尾增添新元素，源码如图2-1所示。

图2-1 add(E object)方法源码

　　　　　　　　　　可以看到add()方法首先使私有属性modCount自增。然后调用私有方法add(E e, Object[] elementData, int s)，最后返回。add(E e, Object[] elementData, int s)方法首先检查List长度，若目前List长度等于size，则会调用grow()方法进行扩容。grow()方法如图2-2所示：

图2-2 grow()方法

如果原有List不空，旧List长度加一，并进行新旧List的复制；若原有List长度为0，就new一个新List。调用grow()方法之后，将新加入的元素放置在末尾，List的size属性自增。

add(int index, E object)方法 add(int index, E object)是指在 index的位置，插入一个新元素，源码如图2-3所示。

图2-3 add(int index, E object)方法可以看到，首先对添加位置进行了合法检查，之后，若现有List长度不够，调用grow()方法对原有List容量加一，之后调用arraycopy方法对插入位置之后的元素进行复制。最后将待插入元素插入应插入空位，List的size属性加一。

2.2 删除

remove(int index)方法 remove(int index)方法的结果是删除指定位置的元素。源码如图2-4所示：

图2-4 remove(int index)方法 remove()方法首先检查删除位置是否符合删除要求，调用fastRemove()方法进行元素的删除。fastRemove()方法源码如图2-5所示：

图2-5 fastReove()方法即如果size-1大于将删除的位置，将待删除位置之后所有元素向前移动，如果删除后List为空，返回null。

remove(Object object)方法 remove(Object object)的结果是删除某个已知元素，源码如图2-6所示：

图2-6 remove(Object object)方法通过循环遍历，并进行比较找到对应的index。

这里有两点需要注意： 1. 传入null情况：删除掉第一个null元素。 2. 顺序删除问题： ArrayList是可以顺序删除节点的，如果使用普通for循环，必须是从后往前删。示例代码如下：

	public static void main(String[] args) {
	       ArrayList list = new ArrayList();
	       list.add("a");
	       list.add("b");
	       list.add("c");
	   
	       System.out.println("删除前：" + list.toString());
	       
	       for (int i = 0; i < list.size(); i++){
	           list.remove(i);
	       }
	       System.out.println("删除后：" + list.toString());    
	    } 
    }

输出结果如图2-7所示：

图2-7 错误结果出错原因分析如下：

要顺序删除ArrayList的全部节点，如果我们从前往后的顺序删除，先删除【0】位置的数据，但是由于删除的时候是从后往前挪一位进行删除的，所以【0】的位置又会被下一个位置的数据覆盖上，实际上【0】还是有数据的。

正确代码如下：

    public static void main(String[] args) {
        ArrayList list = new ArrayList();
        list.add("a");
        list.add("b");
        list.add("c");

        System.out.println("删除前：" + list.toString());

        for (int i = list.size() - 1; i >= 0; i--) {
            list.remove(i);
        }
        System.out.println("删除后：" + list.toString());
    }
}

输出结果如2-8所示：

图2-7 正确结果

所以，如果自定义类想要使用remove方法从列表删除某个指定值对象，还需要实现该类型自己的equals方法才行！

当然了，清除List中所有元素可以调用clear()方法。

2.3 查改

get(int index)方法 get(int index)方法的结果是查找指定位置的元素。源码如图2-8所示：

图2-8 get(int index)方法 get()方法首先检查查找位置是否符合要求，之后调用elementData方法返回相应位置的元素，elementData()方法源码如图2-9所示：

图2-9 elementData(int index)方法

set(int index, E element)方法 set(int index, E element)方法的结果是将index位置元素设置为element元素。源码如图2-10所示：

图2-10 set(int index, E element)方法 set(int index, E element)方法首先检查修改位置是否符合要求，之后取出修改之前的元素，修改相应位置元素，返回修改前的元素。这里说明一下，返回元素可以不接收，仅是调用修改。

第三节 ArrayList其他常用方法

size()方法顾名思义，求取List长度，源码短的不好意思放出来了，就是直接将size返回。
isEmpty()方法依旧顾名思义，判断List是否为空。
indexOf(Object o)方法返回查找对象o第一次出现在List中的下标，如图3-1所示，可以看到，分为了对象是否为null进行顺序查找。

图3-1 indexOf(Object o)方法

contains(Object o)方法判断List中是否有对象o，返回值为boolean类型。

这里就介绍这么多，更多的方法可以查看Java API规范，这里的链接是JDK 13版本的 Java API规范，或者直接在调用某方法的方法名上，Ctrl + 左键，跳转到源码的位置。