ArrayList继承AbstractList<E>抽象类，实现List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable接口。
- List接口:制定了List的操作规范
- RandomAccess接口：RandomAccess接口的作用测试
- Cloneable接口：可以克隆对象（浅拷贝）
- Serializable接口： 对象序列化
1. ArrayList的属性
1.1ArrayList包含两个重要对象：elementData 和 size。
1.1.1 elementData 是transient类型（Transient关键字详解）
它保存了添加到ArrayList中的元素。实际上，elementData是个动态数组，我们能通过构造函数 ArrayList(int initialCapacity)来执行它的初始容量为initialCapacity；
//构造一个具有指定初始容量的空列表。 参数：initialCapacity - 列表的初始容量
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);
}
}
如果通过不含参数的构造函数ArrayList()来创建 ArrayList，则elementData的容量默认是10。elementData数组的大小会根据ArrayList容量的增长而动态的增长，具 体的增长方式，请参考源码分析中的ensureCapacity()函数。
1.1.2 size 则是动态数组的实际大小。
实际元素大小，默认为0
1.1.3 还有一个从父类继承的属性 protected transient int modCount
从父类AbstractList继承而来 已从结构上修改 此列表的次数。从结构上修改是指更改列表的大小，或者打乱列表，从而使正在进行的迭代产生错误的结果。此字段由 iterator 和 listIterator 方法返回的迭代器和列表迭代器实现使用。 如果意外更改了此字段中的值，则迭代器（或列表迭代器）将抛出 ConcurrentModificationException 来响应 next、remove、previous、set 或 add 操作。在迭代期间面临并发修改时，它提供了快速失败 行为，而不是非确定性行为。即fail-fast机制
1.2ArrayList包含的静态常量
// 版本号
private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;
// 缺省容量
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
// 空对象数组
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
// 缺省空对象数组
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
/**
* 最大数组容量
* 其中Integer.MAX_VALUE表示long int的最大值为：0x7fffffff
*/
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
2.ArrayList的构造方法
/**
* 用指定的数设置初始化容量的构造函数，负数会抛出异常
*/
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);
}
}
/**
* 默认构造器,此处并没有初始化，jdk 1.8之后是在进行add操作后初始化
*/
public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
/**
* 以集合的迭代器返回顺序，构造一个具有集合中指定元素的ArrayList
*/
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;
}
}
3.ArrayList的核心函数
3.1 新增元素
3.1.1 add方法
/**
* 在数组末尾加上一个元素
*/
public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}
/**
* 在某个指定位置加入一个元素element
*/
public void add(int index, E element) {
// 检查index是否越界
rangeCheckForAdd(index);
// 进行扩容检查
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
// 对数据进行复制操作，空出index位置，并插入element，后移index后面的元素
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
size - index);
elementData[index] = element;
size++;
}
/**
* 添加一个集合的元素到末端，若要添加的集合为空返回false
*/
public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
// 将集合c转化为Object[]
Object[] a = c.toArray();
// 得到c集合的元素的数量
int numNew = a.length;
// 数组拓容
ensureCapacityInternal(size + numNew);
// 数组复制
System.arraycopy(a, 0, elementData, size, numNew);
//更新当前容器大小 ->容量变为size+numNew（添加的集合的元素的数量）
size += numNew;
return numNew != 0;
}
/**
* 从指定位置开始添加一个集合
* 若要添加的集合为空返回false
*/
public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
// 判断索引是否越界。
rangeCheckForAdd(index);
// 将集合c转化为Object[]
Object[] a = c.toArray();
int numNew = a.length;
// 数组扩容
ensureCapacityInternal(size + numNew);
// 计算需要移动的长度
int numMoved = size - index;
if (numMoved > 0)
// 数组复制，空出第index到index+numNum的位置，即将数组index后的元素向右移动numNum个位置
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + numNew,
numMoved);
// 将要插入的集合元素复制到数组空出的位置中
System.arraycopy(a, 0, elementData, index, numNew);
size += numNew;
return numNew != 0;
}
注：在add函数我们发现还有其他的函数ensureCapacityInternal，此函数可以理解为确保elementData数组有合适的大小。
3.1.2 扩容检查 ensureCapacityInternal
ensureCapacityInternal的具体函数如下
/**
* 扩容检查
*/
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
// 判断元素数组是否为空数组(第一次add操作初始化，如果为空ArrayList，那么初始化容量为10 )
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
// 取较大值
minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
// 判断是否需要扩容
ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}
注：在ensureCapacityInternal函数中我们又发现了ensureExplicitCapacity函数，这个函数也是为了确保elemenData数组有合适的大小。
3.1.3 判断是否需要扩容 ensureExplicitCapacity
ensureExplicitCapacity的具体函数如下
/**
* 判断是否需要扩容
*/
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
// 父类属性
modCount++;
// 扩容
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
注：在ensureExplicitCapacity函数我们又发现了grow函数，grow函数才会对数组进行扩容，ensureCapacityInternal、ensureExplicitCapacity都只是过程，最后完成实际扩容操作还是得看grow函数。
3.1.4 实际扩容操作 grow具体函数如下
/**
* 将整个数组size扩容为1.5倍
*/
private void grow(int minCapacity) {
// 旧容量
int oldCapacity = elementData.length;
// 新容量为旧容量的1.5倍
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);// 新容量小于参数指定容量，修改新容量
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;// 新容量大于最大容量
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity); // 指定新容量
// 拷贝扩容
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
3.1.5 检查是否超过最大容量 hugeCapacity函数
grow函数在扩容时判断是否达到最大容量调用hugeCapacity函数
/**
* 检查是否溢出，若没有溢出，返回最大整数值
* (java中的int为4字节， 所以最大为0x7fffffff)或默认最大值
*/
private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
if (minCapacity < 0) // overflow
throw new OutOfMemoryError();
return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
Integer.MAX_VALUE :
MAX_ARRAY_SIZE;
}
3.1.6 越界检查方法
add(int index, E element)方法中进行越界检查调用rangeCheckForAdd方法用来检验index是否越界。
/**
* 检查index是否越界 否则抛出数组越界异常
*/
private void rangeCheckForAdd(int index) {
if (index > size || index < 0)
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
3.1.7 异常抛出详情
rangeCheckForAdd(int index)方法检验index是否越界，否则调用outOfBoundsMsg(int index)方法抛出异常详情
/**
* 异常抛出详情
*/
private String outOfBoundsMsg(int index) {
return "Index: "+index+", Size: "+size;
}
3.2 删除元素
3.2.1 单一删除
- public E remove(int index) 删除指定位置的元素
/**
* 移除此列表中指定位置上的元素。向左移动所有后续元素（将其索引减 1）。
*/
public E remove(int index) {
// 检查索引是否合法
rangeCheck(index);
// 修改次数加1
modCount++;
// 取出要删除位置的元素，供返回使用
E oldValue = elementData(index);
// 计算数组需要复制的数量
int numMoved = size - index - 1;
// 将index后的数据都向前移一位
if (numMoved > 0)
// 数组复制，就是将index之后的元素往前移动一个位置
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
numMoved);
// 将数组最后一个元素置空，有利于进行GC
elementData[--size] = null;
// 返回旧值
return oldValue;
}
- public boolean remove(Object o) 删除在此列表中首次出现的指定元素（如果存在）
/**
* 移除此列表中首次出现的指定元素（如果存在）。如果列表不包含此元素，则列表不做改动
*/
public boolean remove(Object o) {
/**
* 对要删除的元素进行null判断
* 对数据元素进行遍历查找，直到找到第一个要删除的元素，删除后进行返回，
* 如果要删除的元素正好是最后一个 ，时间复杂度可达O(n)
*/
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) 快速删除指定位置元素
/*
* 找到对应的元素后 删除。删除元素后的元素都向前移动一位
*/
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
}
3.2.2 批量删除
- public void clear() 清空ArrayList
/**
* 清空ArrayList，将全部的元素设为null
*/
public void clear() {
modCount++;
// clear to let GC do its work
for (int i = 0; i < size; i++)
elementData[i] = null;
size = 0;
}
- protected void removeRange(int fromIndex, int toIndex) 删除指定范围的元素
/**
* 移除列表中索引在 fromIndex（包括）和 toIndex（不包括）之间的所有元素
*/
protected void removeRange(int fromIndex, int toIndex) {
// 修改次数加1
modCount++;
// 复制长度
int numMoved = size - toIndex;
// 数组复制 原理就是移动 根之前的add ,remove一样理解
System.arraycopy(elementData, toIndex, elementData, fromIndex,
numMoved);
// 新容量
int newSize = size - (toIndex-fromIndex);
//移除位置(后面一截的 比如移除了2-3的位置的 ，则4-5的元素就会前移，所以后面的不需要了)的全部赋空 让Gc回收
for (int i = newSize; i < size; i++) {
elementData[i] = null;
}
size = newSize;
}
- 删除ArrayList中包含在指定容器c中的所有元素
/**
* 删除ArrayList中包含在指定容器c中的所有元素
*/
public boolean removeAll(Collection<?> c) {
Objects.requireNonNull(c);
return batchRemove(c, false);
}
- 移除ArrayList中不包含在指定容器c中的所有元素
/**
* 删除ArrayList中包含在指定容器c中的所有元素
*/
public boolean retainAll(Collection<?> c) {
Objects.requireNonNull(c);
return batchRemove(c, true);
}
注：removeAll(Collection<?> c)和retainAll(Collection<?> c)都调用batchRemove(Collection<?> c, boolean complement) 方法用来删除元素，如何删除则根据complement判断。
- private boolean batchRemove(Collection<?> c, boolean complement)
根据complement判断删除c集合还是保留c集合
/**
* complement true时从数组保留指定集合中元素的值，为false时从数组删除指定集合中元素的值。
* 数组中重复的元素都会被删除(而不是仅删除一次或几次)，有任何删除操作都会返回true
*/
private boolean batchRemove(Collection<?> c, boolean complement) {
final Object[] elementData = this.elementData;
int r = 0, w = 0;
boolean modified = false;
try {
//遍历数组，并检查这个集合是否包含对应的值，移动要保留的值到数组前面，w最后值为要保留的元素的数量
//简单点：若保留，就将相同元素移动到前段；若删除，就将不同元素移动到前段
for (; r < size; r++)
if (c.contains(elementData[r]) == complement)
elementData[w++] = elementData[r];
} finally {// 确保异常抛出前的部分可以完成期望的操作，而未被遍历的部分会被接到后面
// r!=size表示可能出错了：c.contains(elementData[r])抛出异常
if (r != size) {
System.arraycopy(elementData, r,
elementData, w,
size - r);
w += size - r;
}
// 如果w==size：表示全部元素都保留了，所以也就没有删除操作发生，所以会返回false；反之，返回true，并更改数组
// 而w!=size的时候，即使try块抛出异常，也能正确处理异常抛出前的操作，因为w始终为要保留的前段部分的长度，数组也不会因此乱序
if (w != size) {
// clear to let GC do its work
for (int i = w; i < size; i++)
elementData[i] = null;
// 改变的次数
modCount += size - w;
// 新的大小为保留的元素的个数
size = w;
modified = true;
}
}
return modified;
}
3.3 修改元素
3.3.1 set方法
/**
* 设置指定位置为一个新值，并返回之前的值，会检查这个位置是否超出数组长度
*/
public E set(int index, E element) {
// 检验索引是否合法
rangeCheck(index);
// 旧值
E oldValue = elementData(index);
// 赋新值
elementData[index] = element;
// 返回旧值
return oldValue;
}
3.4 查找元素
3.4.1 get方法
/**
* 返回指定位置的值，但是会检查这个位置数否超出数组长度
*/
public E get(int index) {
rangeCheck(index);
return elementData(index);
}
注：get函数会检查索引值是否合法（只检查是否大于size，而没有检查是否小于0），值得注意的是，在get函数中存在element函数，element函数用于返回具体的元素。
3.4.2 elementData(index)函数
/**
* 返回指定位置的值，因为是数组，所以速度特别快
*/
@SuppressWarnings("unchecked")
E elementData(int index) {
return (E) elementData[index];
}
3.4.3 contains(Object o)函数
/**
* 是否包含一个数 返回boolean
*/
public boolean contains(Object o) {
// 调用indexOf(Object o)函数遍历数组
return indexOf(o) >= 0;// 存在返回true，否则false
}
3.4.4 indexOf(Object o)函数
/**
* 从首开始查找数组里面是否存在指定元素
*/
public int indexOf(Object o) {
if (o == null) { // 若查找的元素为空
// 从首部开始遍历数组，找到第一个为空的元素，返回下标
for (int i = 0; i < size; i++)
if (elementData[i]==null)
return i;
} else { // 查找的元素不为空
// 从首部开始遍历数组，找到第一个和指定元素相等的元素，返回下标
for (int i = 0; i < size; i++)
if (o.equals(elementData[i]))
return i;
}
return -1; // 没有找到，返回空
}
3.4.5 lastIndexOf(Object o)函数
/**
* 从尾部开始查找数组里面是否存在指定元素
*/
public int lastIndexOf(Object o) {
if (o == null) { // 查找的元素为空
// 从尾部开始遍历数组，找到第一个为空的元素，返回下标
for (int i = size-1; i >= 0; i--)
if (elementData[i]==null)
return i;
} else { // 查找的元素不为空
// 从尾部开始遍历数组，找到第一个为空的元素，返回下标
for (int i = size-1; i >= 0; i--)
if (o.equals(elementData[i]))
return i;
}
return -1; // 没有找到，返回空
}
3.5 其他方法
3.5.1 普通public方法
- public void trimToSize()
/**
* 将底层数组的容量调整为当前实际元素的大小，来释放空间
*/
public void trimToSize() {
modCount++;
//length是数组长度，size表示数组内元素个数;size<length那么就说明数组内有空元素，进行缩小容量操作
if (size < elementData.length) {
elementData = (size == 0)
? EMPTY_ELEMENTDATA
: Arrays.copyOf(elementData, size);
}
}
- public int size()
/**
* 返回ArrayList的大小（元素个数）
*/
public int size() {
return size;
}
- public boolean isEmpty()
/**
* 判断ArrayList是否为空
*/
public boolean isEmpty() {
return size == 0;
}
- public Object clone()
/**
* 返回此 ArrayList实例的浅拷贝
*/
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 Object[] toArray()
/**
* 返回一个包含ArrayList中所有元素的数组
*/
public Object[] toArray() {
return Arrays.copyOf(elementData, size);
}
- public <T> T[] toArray(T[] a)
/**
* 如果给定的参数数组长度足够，则将ArrayList中所有元素按序存放于参数数组中，并返回
* 如果给定的参数数组长度小于ArrayList的长度，则返回一个新分配的、长度等于ArrayList长度的、包含ArrayList中所有元素的新数组
*/
@SuppressWarnings("unchecked")
public <T> T[] toArray(T[] a) {
if (a.length < size)
// Make a new array of a's runtime type, but my contents:
return (T[]) Arrays.copyOf(elementData, size, a.getClass());
System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, size);
if (a.length > size) // 数组的长度比列表的元素数量多
a[size] = null; // 多余的用null填充
return a;
}
3.5.2 Serializable方法
- private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s) throws java.io.IOException
/**
* java.io.Serializable的写入函数
* 将ArrayList的“容量，所有的元素值”都写入到输出流中（即序列化）
*/
private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
throws java.io.IOException{
// Write out element count, and any hidden stuff
int expectedModCount = modCount;
// 执行默认的反序列化/序列化过程。将当前类的非静态和非瞬态字段写入此流
s.defaultWriteObject();
// 写入大小
s.writeInt(size);
// 按顺序写入所有元素
for (int i=0; i<size; i++) {
s.writeObject(elementData[i]);
}
if (modCount != expectedModCount) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
}
- private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
throws java.io.IOException, ClassNotFoundException
/**
* java.io.Serializable的读取函数：根据写入方式读出
* 先将ArrayList的“容量”读出，然后将“所有的元素值”读出（即反序列化）
*/
private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
// 执行默认的序列化/反序列化过程
s.defaultReadObject();
// 读入数组长度
s.readInt();
if (size > 0) {
// be like clone(), allocate array based upon size not capacity
ensureCapacityInternal(size);
Object[] a = elementData;
// 读入所有元素
for (int i=0; i<size; i++) {
a[i] = s.readObject();
}
}
}
3.5.3 其他方法
- public boolean removeIf(Predicate<? super E> filter)
重写Collection<E>接口的方法
/**
* 删除满足给定谓词的此集合的所有元素。 在迭代或谓词中抛出的错误或运行时异常被转发给调用者。
* @param filter - 一个谓词，为要删除的元素返回 true
*/
@Override
public boolean removeIf(Predicate<? super E> filter) {
Objects.requireNonNull(filter);
// figure out which elements are to be removed
// any exception thrown from the filter predicate at this stage
// will leave the collection unmodified
int removeCount = 0;
final BitSet removeSet = new BitSet(size);
final int expectedModCount = modCount;
final int size = this.size;
for (int i=0; modCount == expectedModCount && i < size; i++) {
@SuppressWarnings("unchecked")
final E element = (E) elementData[i];
if (filter.test(element)) {
removeSet.set(i);
removeCount++;
}
}
if (modCount != expectedModCount) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
// shift surviving elements left over the spaces left by removed elements
final boolean anyToRemove = removeCount > 0;
if (anyToRemove) {
final int newSize = size - removeCount;
for (int i=0, j=0; (i < size) && (j < newSize); i++, j++) {
i = removeSet.nextClearBit(i);
elementData[j] = elementData[i];
}
for (int k=newSize; k < size; k++) {
elementData[k] = null; // Let gc do its work
}
this.size = newSize;
if (modCount != expectedModCount) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
modCount++;
}
return anyToRemove;
}
- public void replaceAll(UnaryOperator<E> operator)
重写List<E>接口的方法
/**
* 将该列表的每个元素替换为将该运算符应用于该元素的结果。
* 运营商抛出的错误或运行时异常被转发给呼叫者。
*/
@Override
@SuppressWarnings("unchecked")
public void replaceAll(UnaryOperator<E> operator) {
Objects.requireNonNull(operator);
final int expectedModCount = modCount;
final int size = this.size;
for (int i=0; modCount == expectedModCount && i < size; i++) {
elementData[i] = operator.apply((E) elementData[i]);
}
if (modCount != expectedModCount) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
modCount++;
}
- public void forEach(Consumer<? super E> action)
重写Iterable<T>接口的方法
/**
* 对Iterable的每个元素执行给定的操作，直到所有元素都被处理或动作引发异常。
* 除非实现类另有规定，否则按照迭代的顺序执行操作（如果指定了迭代顺序）。 动作抛出的异常被转发给呼叫者。
*/
@Override
public void forEach(Consumer<? super E> action) {
Objects.requireNonNull(action);
final int expectedModCount = modCount;
@SuppressWarnings("unchecked")
final E[] elementData = (E[]) this.elementData;
final int size = this.size;
for (int i=0; modCount == expectedModCount && i < size; i++) {
action.accept(elementData[i]);
}
if (modCount != expectedModCount) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
}
- public void sort(Comparator<? super E> c)
重写List<E>接口的方法
/**
* 使用提供的 Comparator对此列表进行排序，以比较元素
*/
@Override
@SuppressWarnings("unchecked")
public void sort(Comparator<? super E> c) {
final int expectedModCount = modCount;
Arrays.sort((E[]) elementData, 0, size, c);
if (modCount != expectedModCount) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
modCount++;
}
3.6 内部类及调用内部类的方法
3.6.1 Itr private内部类
/**
* An optimized version of AbstractList.Itr
*/
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();
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();
}
}
- 调用Itr内部类的方法
/**
* 以正确的顺序返回该列表中的元素的迭代器
*/
public Iterator<E> iterator() {
return new Itr();
}
3.6.2 ListItr private内部类
/**
* An optimized version of AbstractList.ListItr
*/
private class ListItr extends Itr implements ListIterator<E> {
ListItr(int index) {
super();
cursor = index;
}
public boolean hasPrevious() {
return cursor != 0;
}
public int nextIndex() {
return cursor;
}
public int previousIndex() {
return cursor - 1;
}
@SuppressWarnings("unchecked")
public E previous() {
checkForComodification();
int i = cursor - 1;
if (i < 0)
throw new NoSuchElementException();
Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
if (i >= elementData.length)
throw new ConcurrentModificationException();
cursor = i;
return (E) elementData[lastRet = i];
}
public void set(E e) {
if (lastRet < 0)
throw new IllegalStateException();
checkForComodification();
try {
ArrayList.this.set(lastRet, e);
} catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
}
public void add(E e) {
checkForComodification();
try {
int i = cursor;
ArrayList.this.add(i, e);
cursor = i + 1;
lastRet = -1;
expectedModCount = modCount;
} catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
}
}
- 调用ListItr 内部类的方法
/**
* 从列表中的指定位置开始，返回列表中的元素（按正确顺序）的列表迭代器。
*/
public ListIterator<E> listIterator(int index) {
if (index < 0 || index > size)
throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index);
return new ListItr(index);
}
/**
* 返回列表中的列表迭代器（按适当的顺序）
*/
public ListIterator<E> listIterator() {
return new ListItr(0);
}
3.6.3 SubList private内部类
private class SubList extends AbstractList<E> implements RandomAccess {
private final AbstractList<E> parent;
private final int parentOffset;
private final int offset;
int size;
SubList(AbstractList<E> parent,
int offset, int fromIndex, int toIndex) {
this.parent = parent;
this.parentOffset = fromIndex;
this.offset = offset + fromIndex;
this.size = toIndex - fromIndex;
this.modCount = ArrayList.this.modCount;
}
public E set(int index, E e) {
rangeCheck(index);
checkForComodification();
E oldValue = ArrayList.this.elementData(offset + index);
ArrayList.this.elementData[offset + index] = e;
return oldValue;
}
public E get(int index) {
rangeCheck(index);
checkForComodification();
return ArrayList.this.elementData(offset + index);
}
public int size() {
checkForComodification();
return this.size;
}
public void add(int index, E e) {
rangeCheckForAdd(index);
checkForComodification();
parent.add(parentOffset + index, e);
this.modCount = parent.modCount;
this.size++;
}
public E remove(int index) {
rangeCheck(index);
checkForComodification();
E result = parent.remove(parentOffset + index);
this.modCount = parent.modCount;
this.size--;
return result;
}
protected void removeRange(int fromIndex, int toIndex) {
checkForComodification();
parent.removeRange(parentOffset + fromIndex,
parentOffset + toIndex);
this.modCount = parent.modCount;
this.size -= toIndex - fromIndex;
}
public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
return addAll(this.size, c);
}
public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
rangeCheckForAdd(index);
int cSize = c.size();
if (cSize==0)
return false;
checkForComodification();
parent.addAll(parentOffset + index, c);
this.modCount = parent.modCount;
this.size += cSize;
return true;
}
public Iterator<E> iterator() {
return listIterator();
}
public ListIterator<E> listIterator(final int index) {
checkForComodification();
rangeCheckForAdd(index);
final int offset = this.offset;
return new ListIterator<E>() {
int cursor = index;
int lastRet = -1;
int expectedModCount = ArrayList.this.modCount;
public boolean hasNext() {
return cursor != SubList.this.size;
}
@SuppressWarnings("unchecked")
public E next() {
checkForComodification();
int i = cursor;
if (i >= SubList.this.size)
throw new NoSuchElementException();
Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
if (offset + i >= elementData.length)
throw new ConcurrentModificationException();
cursor = i + 1;
return (E) elementData[offset + (lastRet = i)];
}
public boolean hasPrevious() {
return cursor != 0;
}
@SuppressWarnings("unchecked")
public E previous() {
checkForComodification();
int i = cursor - 1;
if (i < 0)
throw new NoSuchElementException();
Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
if (offset + i >= elementData.length)
throw new ConcurrentModificationException();
cursor = i;
return (E) elementData[offset + (lastRet = i)];
}
@SuppressWarnings("unchecked")
public void forEachRemaining(Consumer<? super E> consumer) {
Objects.requireNonNull(consumer);
final int size = SubList.this.size;
int i = cursor;
if (i >= size) {
return;
}
final Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
if (offset + i >= elementData.length) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
while (i != size && modCount == expectedModCount) {
consumer.accept((E) elementData[offset + (i++)]);
}
// update once at end of iteration to reduce heap write traffic
lastRet = cursor = i;
checkForComodification();
}
public int nextIndex() {
return cursor;
}
public int previousIndex() {
return cursor - 1;
}
public void remove() {
if (lastRet < 0)
throw new IllegalStateException();
checkForComodification();
try {
SubList.this.remove(lastRet);
cursor = lastRet;
lastRet = -1;
expectedModCount = ArrayList.this.modCount;
} catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
}
public void set(E e) {
if (lastRet < 0)
throw new IllegalStateException();
checkForComodification();
try {
ArrayList.this.set(offset + lastRet, e);
} catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
}
public void add(E e) {
checkForComodification();
try {
int i = cursor;
SubList.this.add(i, e);
cursor = i + 1;
lastRet = -1;
expectedModCount = ArrayList.this.modCount;
} catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
}
final void checkForComodification() {
if (expectedModCount != ArrayList.this.modCount)
throw new ConcurrentModificationException();
}
};
}
public List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) {
subListRangeCheck(fromIndex, toIndex, size);
return new SubList(this, offset, fromIndex, toIndex);
}
private void rangeCheck(int index) {
if (index < 0 || index >= this.size)
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
private void rangeCheckForAdd(int index) {
if (index < 0 || index > this.size)
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
private String outOfBoundsMsg(int index) {
return "Index: "+index+", Size: "+this.size;
}
private void checkForComodification() {
if (ArrayList.this.modCount != this.modCount)
throw new ConcurrentModificationException();
}
public Spliterator<E> spliterator() {
checkForComodification();
return new ArrayListSpliterator<E>(ArrayList.this, offset,
offset + this.size, this.modCount);
}
}
- 调用SubList内部类的方法
/**
* 返回此列表中指定的 fromIndex （包括）和 toIndex之间的独占视图
*/
public List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) {
subListRangeCheck(fromIndex, toIndex, size);
return new SubList(this, 0, fromIndex, toIndex);
}
注：调用SubList内部类之前进行越界检查
/**
* 越界检查
*/
static void subListRangeCheck(int fromIndex, int toIndex, int size) {
if (fromIndex < 0)
throw new IndexOutOfBoundsException("fromIndex = " + fromIndex);
if (toIndex > size)
throw new IndexOutOfBoundsException("toIndex = " + toIndex);
if (fromIndex > toIndex)
throw new IllegalArgumentException("fromIndex(" + fromIndex +
") > toIndex(" + toIndex + ")");
}
3.6.4 ArrayListSpliterator静态内部类
/** Index-based split-by-two, lazily initialized Spliterator */
static final class ArrayListSpliterator<E> implements Spliterator<E> {
private final ArrayList<E> list;
private int index; // current index, modified on advance/split
private int fence; // -1 until used; then one past last index
private int expectedModCount; // initialized when fence set
/** Create new spliterator covering the given range */
ArrayListSpliterator(ArrayList<E> list, int origin, int fence,
int expectedModCount) {
this.list = list; // OK if null unless traversed
this.index = origin;
this.fence = fence;
this.expectedModCount = expectedModCount;
}
private int getFence() { // initialize fence to size on first use
int hi; // (a specialized variant appears in method forEach)
ArrayList<E> lst;
if ((hi = fence) < 0) {
if ((lst = list) == null)
hi = fence = 0;
else {
expectedModCount = lst.modCount;
hi = fence = lst.size;
}
}
return hi;
}
public ArrayListSpliterator<E> trySplit() {
int hi = getFence(), lo = index, mid = (lo + hi) >>> 1;
return (lo >= mid) ? null : // divide range in half unless too small
new ArrayListSpliterator<E>(list, lo, index = mid,
expectedModCount);
}
public boolean tryAdvance(Consumer<? super E> action) {
if (action == null)
throw new NullPointerException();
int hi = getFence(), i = index;
if (i < hi) {
index = i + 1;
@SuppressWarnings("unchecked") E e = (E)list.elementData[i];
action.accept(e);
if (list.modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
return true;
}
return false;
}
public void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) {
int i, hi, mc; // hoist accesses and checks from loop
ArrayList<E> lst; Object[] a;
if (action == null)
throw new NullPointerException();
if ((lst = list) != null && (a = lst.elementData) != null) {
if ((hi = fence) < 0) {
mc = lst.modCount;
hi = lst.size;
}
else
mc = expectedModCount;
if ((i = index) >= 0 && (index = hi) <= a.length) {
for (; i < hi; ++i) {
@SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) a[i];
action.accept(e);
}
if (lst.modCount == mc)
return;
}
}
throw new ConcurrentModificationException();
}
public long estimateSize() {
return (long) (getFence() - index);
}
public int characteristics() {
return Spliterator.ORDERED | Spliterator.SIZED | Spliterator.SUBSIZED;
}
}
- 调用ArrayListSpliterator静态内部类的方法
/**
* 在此列表中的元素上创建late-binding和故障快速 Spliterator
*/
@Override
public Spliterator<E> spliterator() {
return new ArrayListSpliterator<>(this, 0, -1, 0);
}
小结
通过ArrayList源码中可以看到其插入和删除操作都是调用System.arraycopy()这个效率低下的操作来赋值数组，所以导致ArrayList在插入和删除操作中效率不高。
