Java容器ArrayList知识点总结

ArrayList

底层实现是数组,访问元素效率高 (查询快,插入、修改、删除元素慢)

与LinkedList相比,它效率高,但线程不安全。

ArrayList数组是一个可变数组,可以存取包括null在内的所有元素

  • 每个ArrayList实例都有一个容量,该容量是指用来存储列表元素的数组的大小
  • 随着向ArrayList中不断增加元素,其容量自动增长
  • 在添加大量元素前,应用程序也可以使用ensureCapacity操作来增加ArrayList实例的容量,这样可以减少递增式再分配的数量。
  • 所以如果我们明确所插入元素的多少,最好指定一个初始容量值,避免过多进行扩容操作而浪费时间、效率
  • 源码分析

底层使用数组实现

transient Object[] elementData;

构造方法

private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
transient Object[] elementData;
private int size;

// 构造一个空列表
public ArrayList() {
    this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA ;
  }

// 构造一个指定初始容量的空列表
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);
    }
  }

// 构造一个指定Collection元素的列表,这些元素按照Connection元素的迭代返回顺序进行排列
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;
    }
  }

存储

// 在列表的指定位置的元素用element替代,并且返回该位置原来的元素
public E set(int index, E element) {
    rangeCheck(index); // 检查数组容量,抛出:IndexOutOfBoundsException

    E oldValue = elementData(index);
    elementData[index] = element;
    return oldValue;
  }

// 在列表的尾部添加指定元素
public boolean add(E e) {
    ensureCapacityInternal(size + 1); // 数组扩容
    elementData[size++] = e;
    return true;
  }

// 在列表的指定位置添加元素
public void add(int index, E element) {
    rangeCheckForAdd(index);

    ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!

    // src:源数组,srcPro:源数组中的起始位置
    // dest:目标数组,destPost:目标数组的起始位置,length:要复制的数组元素数量
       // 将当前位于该位置的元素以及所有后续元素后移一个位置
    System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
             size - index);
    // 用element替换index位置的元素
    elementData[index] = element;
    size++;
  }

// 在列表的尾部添加Connection中的元素,元素顺序按照Connection迭代器返回的顺序
public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
    Object[] a = c.toArray(); // 转化为一个数组

    int numNew = a.length;
    ensureCapacityInternal(size + numNew); // Increments modCount

    // Increments modCount!!
    System.arraycopy(a, 0, elementData, size, numNew);
    size += numNew;
    return numNew != 0;
  }

// 在列表的指定位置添加Connection中的元素,元素顺序按照Connection迭代器返回的顺序
public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
    rangeCheckForAdd(index);

    Object[] a = c.toArray();
    int numNew = a.length;
    ensureCapacityInternal(size + numNew); // Increments modCount

    int numMoved = size - index;
    if (numMoved > 0)
      System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + numNew,
               numMoved);

    System.arraycopy(a, 0, elementData, index, numNew);
    size += numNew;
    return numNew != 0;
  }

读取

// 移除此列表指定位置上的元素
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;
  }

// 移除此列表中的某个元素
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 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
  }

数组扩容

每当向数组中添加元素时,都需要去检查添加元素后元素的个数是否超出当前数组的长度,如果超出,数组将会进行扩容,以满足添加数据的需求。

public void ensureCapacity(int minCapacity) {
    int minExpand = (elementData != DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA )
      ? 0 : DEFAULT_CAPACITY;

    if (minCapacity > minExpand) {
      ensureExplicitCapacity(minCapacity);
    }
  }

private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
    if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA ) {
      minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
    }

    ensureExplicitCapacity(minCapacity);
  }

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

    // overflow-conscious code
    if (minCapacity - elementData.length > 0)
      grow(minCapacity);
  }

private void grow(int minCapacity) {
    // overflow-conscious code
    int oldCapacity = elementData.length;
    int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
    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);
  }

private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
    if (minCapacity < 0) // overflow
      throw new OutOfMemoryError();
    return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
      Integer.MAX_VALUE :
      MAX_ARRAY_SIZE;
  }

手写ArrayList

public class MyArrayList /*implements List<E>*/{
 private transient Object[] elementData;
 private int size; //元素个数

 public MyArrayList(){
  this(10);
 }

 public MyArrayList(int initialCapacity) {
  if (initialCapacity<0) {
   try {
    throw new Exception();
   } catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();
   }
  }
  elementData = new Object[initialCapacity];
 }

 public int size() {
  return size;
 }

 public boolean isEmpty(){
  return size == 0;
 }
 //根据index删掉对象
 public void remove(int index) throws Exception {
  rangeCheck(index);
  int numMoved = size-index-1;
  if (numMoved > 0) {
   System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index, numMoved);
  }
  elementData[--size] = null;
 }
 //删掉对象
 public boolean remove(Object obj) throws Exception {
  for (int i = 0; i < size; i++) {
   if (get(i).equals(obj)) {
    remove(i);
   }
   return true;
  }
  return true;
 }
 //修改元素
 public Object set(int index , Object obj ) throws Exception{
  rangeCheck(index);
  Object oldValue = elementData[index];
  elementData[index] = obj;
  return oldValue;
 }
 //在指定位置插入元素
 public void add(int index,Object obj) throws Exception {
  rangeCheck(index);
  ensureCapacity();
  System.arraycopy(elementData, index, elementData, index+1, size-index);
  elementData[index] = obj;
  size ++;
 }
 public void add(Object object) {
  ensureCapacity();
  /*elementData[size] = object;
  size ++;*/
  elementData[size++] = object; //先赋值,后自增
 }

 public Object get(int index) throws Exception {
  rangeCheck(index);
  return elementData[index];
 }
 public void rangeCheck(int index) throws Exception {
  if (index<0 || index >=size) {
   throw new Exception();
  }
 }
 //扩容
 public void ensureCapacity() {
  //数组扩容和内容拷贝
  if (size==elementData.length) {
   //elementData = new Object[size*2+1]; 这么写原来数组里的内容丢失
   Object[] newArray = new Object[size*2+1];
   //拷贝数组里的内容
   /*for (int i = 0; i < newArray.length; i++) {
    newArray[i] = elementData[i];
   }*/
   System.arraycopy(elementData, 0, newArray, 0, elementData.length);
   elementData = newArray;
  }
 }
 // 测试
 public static void main(String[] args) {
  MyArrayList myArrayList = new MyArrayList(3);
  myArrayList.add("111");
  myArrayList.add("222");
  myArrayList.add("333");
  myArrayList.add("444");
  myArrayList.add("555");

  try {
   myArrayList.remove(2);
   myArrayList.add(3, "新值");
   myArrayList.set(1, "修改");
  } catch (Exception e1) {
   // TODO Auto-generated catch block
   e1.printStackTrace();
  }
  System.out.println(myArrayList.size());
  for (int i = 0; i < myArrayList.size(); i++) {
   try {
    System.out.println(myArrayList.get(i));
   } catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();
   }
  }
 }
}
(0)

相关推荐

  • Java从同步容器到并发容器的操作过程

    引言 容器是Java基础类库中使用频率最高的一部分,Java集合包中提供了大量的容器类来帮组我们简化开发,我前面的文章中对Java集合包中的关键容器进行过一个系列的分析,但这些集合类都是非线程安全的,即在多线程的环境下,都需要其他额外的手段来保证数据的正确性,最简单的就是通过synchronized关键字将所有使用到非线程安全的容器代码全部同步执行.这种方式虽然可以达到线程安全的目的,但存在几个明显的问题:首先编码上存在一定的复杂性,相关的代码段都需要添加锁.其次这种一刀切的做法在高并发情况下性

  • 详解JavaFX桌面应用开发-Group(容器组)

    1:Group的功能 Group可以管理一组节点 Group可以对管理的节点进行增删改查的操作 Group可以管理节点的属性 1.2:看看JDKSE1.9的API Group类有下列可以调用的方法 2:Group的使用 代码如下: package application; import javafx.application.Application; import javafx.scene.Group; import javafx.scene.Scene; import javafx.scene.

  • 基于spring-boot和docker-java实现对docker容器的动态管理和监控功能[附完整源码下载]

    docker简介 Docker 是一个开源的应用容器引擎,和传统的虚拟机技术相比,Docker 容器性能开销极低,因此也广受开发者喜爱.随着基于docker的开发者越来越多,docker的镜像也原来越丰富,未来各种企业级的完整解决方案都可以直接通过下载镜像拿来即用.因此docker变得越来越重要. 本文目的 本文通过一个项目实例来介绍如果通过docker对外接口来实现对docker容器的管理和监控. 应用场景: 对服务器资源池通过docker进行统一管理,按需分配资源和创建容器,达到资源最大化利

  • Java 容器类源码详解 Set

    前言 Set 表示由无重复对象组成的集合,也是集合框架中重要的一种集合类型,直接扩展自 Collection 接口.在一个 Set 中,不能有两个引用指向同一个对象,或两个指向 null 的引用.如果对象 a 和 b 的引用满足条件 a.equals(b),那么这两个对象也不能同时出现在集合中. 通常 Set 是不要求元素有序的,但也有一些有序的实现,如 SortedMap 接口.LinkedHashSet 接口等. 概述 Set 的具体实现通常都是基于 Map 的.因为 Map 中键是唯一的,

  • spring boot基于Java的容器配置讲解

    spring容器是负责实例化.配置.组装组件的容器. 容器的配置有很多,常用的是xml.Java注解和Java代码. 在spring中Ioc容器相关部分是context和beans中.其中context-support保存着许多线程的容器实现.比如AnnotationConfigApplicationContext或者ClassPathXmlApplicationContext.两者只有接收的目标不同,前者接收Java类后者接收Xml文件.但作为spring容器的不同实现殊途同归. 下面我通过s

  • Java容器类源码详解 Deque与ArrayDeque

    前言 Queue 也是 Java 集合框架中定义的一种接口,直接继承自 Collection 接口.除了基本的 Collection 接口规定测操作外,Queue 接口还定义一组针对队列的特殊操作.通常来说,Queue 是按照先进先出(FIFO)的方式来管理其中的元素的,但是优先队列是一个例外. Deque 接口继承自 Queue接口,但 Deque 支持同时从两端添加或移除元素,因此又被成为双端队列.鉴于此,Deque 接口的实现可以被当作 FIFO队列使用,也可以当作LIFO队列(栈)来使用

  • Java同步容器和并发容器详解

    同步容器 在 Java 中,同步容器主要包括 2 类: Vector.Stack.HashTableCollections 类中提供的静态工厂方法创建的类(由 Collections.synchronizedXxxx 等方法) Collections类中提供的静态工厂方法创建的类 Vector 实现了 List 接口,Vector 实际上就是一个数组,和 ArrayList 类似,但是Vector 中的方法都是 synchronized 方法,即进行了同步措施. Stack 也是一个同步容器,它

  • Java容器ArrayList知识点总结

    ArrayList 底层实现是数组,访问元素效率高 (查询快,插入.修改.删除元素慢) 与LinkedList相比,它效率高,但线程不安全. ArrayList数组是一个可变数组,可以存取包括null在内的所有元素 每个ArrayList实例都有一个容量,该容量是指用来存储列表元素的数组的大小 随着向ArrayList中不断增加元素,其容量自动增长 在添加大量元素前,应用程序也可以使用ensureCapacity操作来增加ArrayList实例的容量,这样可以减少递增式再分配的数量. 所以如果我

  • Java容器ArrayList原理解析

    这篇文章主要介绍了Java容器ArrayList原理解析,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下 List是collection接口的实现类 List: 特点:有序,可重复 它有两个常用的实现类: 一.ArrayList: 特点:以数组的形式进行存储,因此随机访问速度较快,所有它适用于查询. 缺点:不适用于插入和删除的操作 因为每次操作都需要移动数组中的元素. 根据源码我们能得出以下几点: 1.ArrayList 在初始化的时候如果我们没

  • Java中数组容器(ArrayList)设的计与实现

    目录 ArrayList为我们提供了哪些功能 设计原理分析 代码实现 完整代码 本篇文章主要跟大家介绍我们最常使用的一种容器ArrayList.Vector的原理,并且自己使用Java实现自己的数组容器MyArrayList,让自己写的容器能像ArrayList那样工作.在本篇文章当中首先介绍ArrayList的一些基本功能,然后去分析我们自己的容器MyArrayList应该如何进行设计,同时分析我们自己的具体实现方法,最后进行代码介绍!!! ArrayList为我们提供了哪些功能 我们来看一个

  • java迭代器基础知识点总结

    在学习集合的时候,我们经常会说把集合里的元素进行遍历,实际上这个过程有一个专门的名称,叫做迭代.迭代器就是对这种遍历进行操作的工具,好处是能够使内部程序的细节得到保密.下面我们就java迭代器的概念.作用进行具体的分析,会结合一些元素.接口的知识点,最后带来使用迭代器的实例. 1.概念 是提供一种方法对一个容器对象中的各个元素进行访问,而又不暴露该对象容器的内部细节. 2.作用 java中提供了很多种集合,它们在存储元素时,采用的存储方式不同.所以当我们要取出这些集合中的元素时,可以通过一种通用

  • 详解Java中ArrayList类

    ArratList 类:存放同一数据类型容器(只能为引用数据类型,因实际其内部存放的是地址) 1.导入其所在包 import java.util.ArratList 2.创建对象 ArrayList<E> 对象名=new ArrayList<>(); E:泛型数据类型,指定对象名中存放指定类型的数据,不可省略,需为引用数据类型 3.使用 即对象名.方法(参数可能有可能无) 注意:当打印对象名时,非地址,而是一个如同python中列表一般,存放的是各个数据[元素1,元素2],若无数据

  • Java SPI 机制知识点总结

    前言 不知大家现在有没有去公司复工,我已经在家办公将近 3 周了,同时也在家呆了一个多月:还好工作并没有受到任何影响,我个人一直觉得远程工作和 IT 行业是非常契合的,这段时间的工作效率甚至比在办公室还高,同时由于我们公司的业务在海外,所以疫情几乎没有造成太多影响. 扯远了,这次主要是想和大家分享一下 Java 的 SPI 机制. 还没看过的朋友的我先做个前景提要,当时的需求: 我实现了一个类似于的 SpringMVC 但却很轻量的 http 框架 cicada,其中当然也需要一个 IOC 容器

  • 在java中ArrayList集合底层的扩容原理

    第一章 前言概述 第01节 概述 底层说明 ArrayList是List的实现类,它的底层是用Object数组存储,线程不安全 后期应用 适合用于频繁的查询工作,因为底层是数组,可以快速通过数组下标进行查找 第02节 区别 区别方向 ArrayList集合 LinkedList集合 线程安全 不安全 不安全 底层原理 Object类型数组 双向链表 随机访问 支持(实现 RandomAccess接口) 不支持 内存占用 ArrayList 浪费空间, 底层是数组,末尾预留一部分容量空间 Link

  • java中Supplier知识点总结

    1.说明 这个接口是提供者的意思,只有一个抽象的get,没有默认的方法和静态的方法,导入一个泛T,get方法,返回一个泛T. supplier也用于创建对象,但与传统的创建对象语法不同:new, Supplier不同于Function,它不接受参数,直接为我们生产指定的结果,有点像生产者模式. 2.实例 class Person { String firstName; String lastName; Person() {} Person(String firstName, String las

  • Java Dubbo框架知识点梳理

    1.Dubbo是什么 Dubbo 是一个分布式.高性能.透明化的 RPC 服务框架,提供服务自动注册.自动发现等高效服务治理方案, 可以和 Spring 框架无缝集成. RPC 指的是远程调用协议,也就是说两个服务器交互数据. 2.Dubbo的由来 互联网的快速发展,Web应用程序的规模不断扩大,一般会经历如下四个发展阶段. 单一应用架构:当网站流量很小时,只需一个应用,将所有功能都部署在一起即可. 垂直应用架构:当访问量逐渐增大,单一应用按照有业务线拆成多个应用,以提升效率.此时,用于加速前端

  • java伪泛型知识点详解

    说明 1.Java中的泛型是伪泛型.这种泛型实现方法称为类型擦除 ,基于这种方法实现的泛型称为伪泛型. 2.由于Java的泛型只在编译阶段发挥作用,因此在写代码时,起到了检查的作用,当代码运行时,它的内部并没有泛型. 实例 List<String> l1 = new ArrayList<String>(); List<Integer> l2 = new ArrayList<Integer>(); System.out.println(l1.getClass(

随机推荐