JAVA ArrayList学习笔记

ArrayList

  • ArrayList类支持能够按需增长的动态数组,增长策略oldCapacity + (oldCapacity >> 1)即原来的长度+原长度的一半
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
  • 默认容量大小是10
    private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
    

主要API

  • add(E e)
    add主要的执行逻辑如下:
    1)确保数组已使用长度(size)加1之后足够存下 下一个数据
    2)修改次数modCount 标识自增1,如果当前数组已使用长度(size)加1后的大于当前的数组长度,则调用grow方法,增长数组,grow方法会将当前数组的长度变为原来容量的1.5倍。

    private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
            modCount++;
    
            // overflow-conscious code
            if (minCapacity - elementData.length > 0)
                grow(minCapacity);
        }
    

    3)确保新增的数据有地方存储之后,则将新元素添加到位于size的位置上。
    4)返回添加成功布尔值;

    public boolean add(E e) {
          ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
          elementData[size++] = e;
          return true;
      }
    
  • add(int index, E element)

    这里写图片描述

这个方法其实和上面的add类似,该方法可以按照元素的位置,指定位置插入元素,具体的执行逻辑如下:
1)确保数插入的位置小于等于当前数组长度,并且不小于0,否则抛出异常
2)确保数组已使用长度(size)加1之后足够存下 下一个数据
3)修改次数modCount标识自增1,如果当前数组已使用长度(size)加1后的大于当前的数组长度,则调用grow方法,增长数组
4)grow方法会将当前数组的长度变为原来容量的1.5倍。
5)确保有足够的容量之后,使用System.arraycopy 将需要插入的位置(index)后面的元素统统往后移动一位。
6)将新的数据内容存放到数组的指定位置(index)上

  • grow()扩容

    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);
    }
    
  • get(int index)

public E get(int index) {
    rangeCheck(index);
    return elementData(index);
}
  • remove(int index)
    根据索引remove
    1)判断索引有没有越界
    2)自增修改次数
    3)将指定位置(index)上的元素保存到oldValue
    4)将指定位置(index)后的元素都往前移动一位
    5)将最后面的一个元素置空,好让垃圾回收器回收
    6)将原来的值oldValue返回
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;
}

注意:调用remove方法不会缩减数组的长度,只是将最后一个数组元素置空而已

  • trimToSize()缩小集合容量

  • toArray()将集合转换为数组

  • Arrays初始化

    List list = Arrays.asList("a", "b");
    List list = new ArrayList(){};
    

知识点

  • ArrayList自己实现了序列化和反序列化的方法,因为它自己实现了 private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)和 private void readObject(java.io.ObjectInputStream s) 方法

  • ArrayList基于数组方式实现,无容量的限制(会扩容)

  • 添加元素时可能要扩容(所以最好预判一下),删除元素时不会减少容量(若希望减少容量,trimToSize()),删除元素时,将删除掉的位置元素置为null,下次gc就会回收这些元素所占的内存空间。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

  • 线程不安全

  • add(int index, E element):添加元素到数组中指定位置的时候,需要将该位置及其后边所有的元素都整块向后复制一位

  • get(int index):获取指定位置上的元素时,可以通过索引直接获取(O(1))

  • remove(Object o)需要遍历数组

  • remove(int index)不需要遍历数组,只需判断index是否符合条件即可,效率比remove(Object o)高

  • contains(E)需要遍历数组

  • 使用iterator遍历可能会引发多线程异常

  • 中文排序

    Collator collator = Collator.getInstance(Locale.CHINA);
    List list = Arrays.asList("罗友宝", "黄慧", "阿伟", "车晓");
    Collections.sort(list, collator);   
    list.stream().forEach(System.err::println);
    

List和Set的区别

List和Set之间很重要的一个区别是是否允许重复元素的存在,在List中允许插入重复的元素,而在Set中不允许重复元素存在,即使插入相同元素也会进行替换;
List和Set之间另外一个很重要的区别与元素先后存放顺序有关。List是有序集合,而Set是无序集合。List会保留元素插入时的顺序,也就是说之前插入的元素的索引要比之后插入的元素的索引要小。而Set不会保留插入时的顺序;【PS:ArrayList中使用对象数组来存储对象,在每次插入新的对象时会插入到size大小处;至于HashSet,前面说到是通过HashMap来实现的,存入的对象作为HashMap的key,如果key相同会替换value。当然,SortedSet(继承了Set接口)能够以指定的排序方式来保存元素】
List可以通过下标来访问,而Set不能

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