ArrayList实现源码分析
2016-04-11 17:52
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本文将以以下几个问题来探讨ArrayList的源码实现
1.ArrayList的大小是如何自动增加的
2.什么情况下你会使用ArrayList?什么时候你会选择LinkedList?
3.如何复制某个ArrayList到另一个ArrayList中去?写出你的代码?
4.在索引中ArrayList的增加或者删除某个对象的运行过程?效率很低吗?解释一下为什么?
5.Interator在ArrayList的实现
关于Java集合的小抄 关于ArrayList的描述:
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。
直接在数组末尾加入元素--add(e)的性能也高,但如果按下标插入、删除元素--add(i,e), remove(i), remove(e),则要用System.arraycopy()来移动部分受影响的元素,性能就变差了,这是基本劣势。
1、ArrayList的大小是如何自动增加的
直接上代码吧,每次add的时候都会判断是否需要扩容,以下是扩容的主要方法
2、什么情况下你会使用ArrayList?什么时候你会选择LinkedList?
我们知道ArrayList和LinkedList的数据结构是不同的,ArrayList是以连续的数组进行存储的,所以它的get是常数级别的,LinkedList是双向链表存储的。他的查询最坏情况是n。以为ArrayList是数组存储的,所以当你查找某一指定索引的数据时,它每次删除和指定索引添加都要移动数组的位置,其内部的实现方式是数组复杂用到System.arraycope,是比较影响性能的,而双向链表删除和插入只要找到相应的节点位置,关联下指针,所以性能会更好。
以及删除方法
3、如何复制某个ArrayList到另一个ArrayList中去?写出你的代码?
下面就是把某个ArrayList复制到另一个ArrayList中去的几种技术:
使用clone()方法,比如ArrayList newArray = oldArray.clone()
使用ArrayList构造方法,比如:ArrayList myObject = new ArrayList(myTempObject)
其他
综上所述,最终的复制方式都是调用Arrays.copyOf,而Arrays.copyOf是调用System.arrayscopy
4、在索引中ArrayList的增加或者删除某个对象的运行过程?效率很低吗?
这个问题同2,因为添加删除某个索引的数据时,需要整体移动数组,所以效率比较低。
5、Interator在ArrayList的实现
因为这个实现的代码比较简单这里就不多解释了,特别说明下forEachRemaining,这个方法是jdk1.8加上的,支持lamdba表达式,主要是遍历游标后面的数据,看while循环i++
参考
http://calvin1978.blogcn.com/articles/collection.html/
http://www.importnew.com/9928.html/
1.ArrayList的大小是如何自动增加的
2.什么情况下你会使用ArrayList?什么时候你会选择LinkedList?
3.如何复制某个ArrayList到另一个ArrayList中去?写出你的代码?
4.在索引中ArrayList的增加或者删除某个对象的运行过程?效率很低吗?解释一下为什么?
5.Interator在ArrayList的实现
关于Java集合的小抄 关于ArrayList的描述:
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。
直接在数组末尾加入元素--add(e)的性能也高,但如果按下标插入、删除元素--add(i,e), remove(i), remove(e),则要用System.arraycopy()来移动部分受影响的元素,性能就变差了,这是基本劣势。
1、ArrayList的大小是如何自动增加的
直接上代码吧,每次add的时候都会判断是否需要扩容,以下是扩容的主要方法
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) { if (elementData == 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 static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8; private void grow(int minCapacity) { // overflow-conscious code int oldCapacity = elementData.length; //左移1位,相当于除以2,就是容量提高50% int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); if (newCapacity - minCapacity < 0) newCapacity = minCapacity; //最大的阀值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); }
2、什么情况下你会使用ArrayList?什么时候你会选择LinkedList?
我们知道ArrayList和LinkedList的数据结构是不同的,ArrayList是以连续的数组进行存储的,所以它的get是常数级别的,LinkedList是双向链表存储的。他的查询最坏情况是n。以为ArrayList是数组存储的,所以当你查找某一指定索引的数据时,它每次删除和指定索引添加都要移动数组的位置,其内部的实现方式是数组复杂用到System.arraycope,是比较影响性能的,而双向链表删除和插入只要找到相应的节点位置,关联下指针,所以性能会更好。
public void add(int index, E element) { //判断是否超出了索引 rangeCheckForAdd(index); //判断是否需要扩容 ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!! //讲elementData复制到elementData,从index开始复制,从index+1开始粘贴,复制的长度是size-index System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, size - index); elementData[index] = element; size++; }
以及删除方法
public E remove(int index) { //判断是否超出索引 rangeCheck(index); modCount++; E oldValue = elementData(index); //线性移动数组 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; }
3、如何复制某个ArrayList到另一个ArrayList中去?写出你的代码?
下面就是把某个ArrayList复制到另一个ArrayList中去的几种技术:
使用clone()方法,比如ArrayList newArray = oldArray.clone()
使用ArrayList构造方法,比如:ArrayList myObject = new ArrayList(myTempObject)
其他
public Object clone() { try { ArrayList<?> v = (ArrayList<?>) super.clone(); v.elementData = Arrays.copyOf(elementData, size); v.modCount = 0; return v; } catch (CloneNotSupportedException e) { // this shouldn't happen, since we are Cloneable throw new InternalError(e); } }
public ArrayList(Collection<? extends E> c) { elementData = c.toArray(); size = elementData.length; // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652) if (elementData.getClass() != Object[].class) elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class); }
综上所述,最终的复制方式都是调用Arrays.copyOf,而Arrays.copyOf是调用System.arrayscopy
public static <T> T[] copyOf(T[] original, int newLength) { return (T[]) copyOf(original, newLength, original.getClass()); } public static <T,U> T[] copyOf(U[] original, int newLength, Class<? extends T[]> newType) { @SuppressWarnings("unchecked") T[] copy = ((Object)newType == (Object)Object[].class) ? (T[]) new Object[newLength] : (T[]) Array.newInstance(newType.getComponentType(), newLength); System.arraycopy(original, 0, copy, 0, Math.min(original.length, newLength)); return copy; }
4、在索引中ArrayList的增加或者删除某个对象的运行过程?效率很低吗?
这个问题同2,因为添加删除某个索引的数据时,需要整体移动数组,所以效率比较低。
5、Interator在ArrayList的实现
因为这个实现的代码比较简单这里就不多解释了,特别说明下forEachRemaining,这个方法是jdk1.8加上的,支持lamdba表达式,主要是遍历游标后面的数据,看while循环i++
private class Itr implements Iterator<E> { int cursor; // index of next element to return int lastRet = -1; // index of last element returned; -1 if no such int expectedModCount = modCount; public boolean hasNext() { return cursor != size; } @SuppressWarnings("unchecked") public E next() { checkForComodification(); int i = cursor; if (i >= size) throw new NoSuchElementException(); Object[] elementData = ArrayList.this.elementData; if (i >= elementData.length) throw new ConcurrentModificationException(); //游标的位置加1 cursor = i + 1; return (E) elementData[lastRet = i]; } public void remove() { if (lastRet < 0) throw new IllegalStateException(); checkForComodification(); try { ArrayList.this.remove(lastRet); cursor = lastRet; lastRet = -1; expectedModCount = modCount; } catch (IndexOutOfBoundsException ex) { throw new ConcurrentModificationException(); } } @Override @SuppressWarnings("unchecked") public void forEachRemaining(Consumer<? super E> consumer) { Objects.requireNonNull(consumer); final int size = ArrayList.this.size; int i = cursor; if (i >= size) { return; } final Object[] elementData = ArrayList.this.elementData; if (i >= elementData.length) { throw new ConcurrentModificationException(); } while (i != size && modCount == expectedModCount) { consumer.accept((E) elementData[i++]); } // update once at end of iteration to reduce heap write traffic cursor = i; lastRet = i - 1; checkForComodification(); } final void checkForComodification() { if (modCount != expectedModCount) throw new ConcurrentModificationException(); } }
参考
http://calvin1978.blogcn.com/articles/collection.html/
http://www.importnew.com/9928.html/
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