ArrayList学习笔记

ArrayList--动态数组

ArrayList介绍：

1.ArrayList是动态数据，与一般的数组不同，ArrayList可以动态扩容，继承于AbstractList，实现了List, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable接口。
2.支持增删改查等操作。
3.实现了RandmoAccess接口，可以随机访问元素（这里的随机是指可根据下标访问，感觉大多数的说法是随机，我个人更倾向于任意吧），对于元素的访问快捷方便。
4.实现了Cloneable接口，可以被clone。
5.很重要!!!ArrayList不是线程安全的。

从源码分析：

[底层实现]
    transient Object[] elementData;
    ArrayList的底层实现是数组。

    但是这个数组是不可序列化的，因为ArrayList的容量往往都是比现有元素的数量大的，ArrayList默认扩容是原来的1.5倍，举个例子，存储了有8个元素，此时ArrayList的容量可能就是8*1.5=12，如果直接序列化elementData数组，会浪费4个元素的空间,如果此时有1000个元素，那么可能就要浪费500个元素的空间。

    如何序列化ArrayList？——
        ArrayList类中，有一个writeObject()方法

[成员变量]
    /** 默认初始化容量，从这里可以发现ArrayList的默认大小是10 **/
    private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

    /** 空的数组 **/
    private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};

    /** 默认容量的空数组 **/
    private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};

    /** 真正存放对象的数组 **/
    transient Object[] elementData;

    /** 操作计数 **/
    protected transient int modCount = 0;

    Q1：为什么会有EMPTY_ELEMENTDATA和DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA两个空数组？
    A1：请看构造方法上的区别，答案在接下来构造方法的笔记中会有提及。
    
    Q2：modCount这个操作计数的变量有什么用？
    A2：https://www.jianshu.com/p/9cae4f2ed653

[构造方法]

第一种：
    public ArrayList() {
        this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
    }
    ArrayList的默认长度是10

第二种：
    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);
        }
    }
    含有一个参数的构造器，当传入参数小于0时，抛出异常；当参数等于0时，构造一个空的数组.


第三种：
    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;
        }
    }
    将一个Collection类转化为ArrayList类.

[为什么ArrayList的默认大小是10?]
    先来观察一下add()方法的源码：
        public void add(int index, E element) {
            rangeCheckForAdd(index);

            ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
            System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
                                    size - index);
            elementData[index] = element;
            size++;
        }
        其中，调用了ensureCapacityInternal()方法，此时的size为0，因为是第一次向其中添加元素，size+1 -> 1.
        然后观察ensureCapacityInternal()方法的源码:
            private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
                ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
            }
        又调用了calculateCapacity()方法(找起来有点眼花),然后再来观察一下calculateCapacity()方法的源码:
            private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
                if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
                    return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
                }
                return minCapacity;
            }
        其中有这样子一句:
            if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
                return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
            }
        因为我使用默认构造器的时候，构造出来的数组就是DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA，所以这边return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity)是成立的，此时的minCapacity就是上文的size+1，也就是1，所以此时返回的肯定是DEFAULT_CAPACITY，DEFAULT_CAPACITY在源码中对应的就是10，所以这就是为什么ArrayList的默认大小是10.

[为什么要区分EMPTY_ELEMENTDATA和DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA?]
    从上文中就可以看出DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA的作用 — — 就是为了构造出一个默认大小为10的ArrayList对象。

[容器扩展]
    当容器被填满时，每次增长后的值为原来的1.5倍。

遍历方式：

[通过for循环访问]
    /** 普通的for循环 **/
    for (int i = 0; i < arrayList.size();i ++){
        System.out.println(arrayList.get(i));
    }

    /** foreach **/
    for(Object member : arrayList){
        System.out.println(member);
    }

    /** 也可以通过java8的labmda表达式遍历 **/
    arrayList.forEach( member -> {
        System.out.println(member);
    });

[迭代器遍历]
    Iterator iterator = arrayList.iterator();
    while (iterator.hasNext()){
        System.out.println(iterator.next());
    }