JavaEE基础知识学习----集合之ArrayList

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ArrayList

首先明确的是：Collection的子接口是List接口,Listc存储的是有序可重复的元素，ArrayList是List接口的主要实现类，List接口的主要实现类有：

1.ArrayList

由数组方式实现数据存储，当然数组的访问速度比链表快。源码如下：

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public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
    implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
{
private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;

/**
    * The array buffer into which the elements of the ArrayList are stored.
    * The capacity of the ArrayList is the length of this array buffer.
    */
private transient Object[] elementData;

2.LinkedList

由连接实现数据的存储，随机添加和删除元素的的操作的效率要高于数组，简单说就更适用于频繁的插入和实现操作。

3.Vector

是一种古老的实现类，在Vector类中，里面的方法添加了synchronized修饰，是线程安全的，关于线程的相关知识会在后续的学习中，他的性能比ArrayList差，用的地方比较少，

ArrayList常用方法

ArrayList常用的方法和Collection基本一样，也大致看看吧，就当复习吧。

1.add(“AA”);向集合中添加一个元素
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public static void main(String[] args) {
    List<String> list = new ArrayList<String>();
    list.add("AA");
}
2.add(2, “CC”);将指定的元素插入此列表中的指定位置。索引从0开始
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public static void main(String[] args) {
    List<String> list = new ArrayList<String>();
    list.add("AA");
    list.add("BB");
    list.add("DD");
    System.out.println(list);
    list.add(2, "CC");
    System.out.println(list);
}

结果为：

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[AA, BB, DD]
[AA, BB, CC, DD]

3.addAll(list2);将形参中的集合元素全部添加到当前集合中的尾部。
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public static void main(String[] args) {
    List<String> list = new ArrayList<String>();
    list.add("AA");
    list.add("BB");
    list.add("DD");
    List<String> list2 = new ArrayList<String>();
    list2.add("CC");
    list2.add("EE");
    list.addAll(list2);
    System.out.println(list);
}

结果为：

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[AA, BB, DD, CC, EE]

4.addAll(2, list2);将形参中集合元素添加到当前集合指定的位置。
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public static void main(String[] args) {
    List<String> list = new ArrayList<String>();
    list.add("AA");
    list.add("BB");
    list.add("DD");
    List<String> list2 = new ArrayList<String>();
    list2.add("CC");
    list2.add("EE");
    list.addAll(2, list2);
    System.out.println(list);
}

结果为：

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[AA, BB, CC, EE, DD]

5.clear();清空当前集合中所有元素
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list.clear();

注意：以下方法和Collection一样，都依赖元素对象的equals方法。更多的时候都需要重写equals方法。

6.contains(“aa”);返回当前 元素是否包含某一个对象。当前放回false。
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public static void main(String[] args) {
    List<String> list = new ArrayList<String>();
    list.add("AA");
    list.add("BB");
    list.add("DD");
    boolean contains = list.contains("aa");
    System.out.println(contains);
}
7.get(1);获取当前集合中指定位置的元素，这里返回BB
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public static void main(String[] args) {
    List<String> list = new ArrayList<String>();
    list.add("AA");
    list.add("BB");
    list.add("DD");
    String string = list.get(1);
    System.out.println(string);
}
8.indexOf(“BB”);返回当前集合中首次出现形参对象的位置，如果集合中不存在就返回-1.
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public static void main(String[] args) {
    List<String> list = new ArrayList<String>();
    list.add("AA");
    list.add("BB");
    list.add("BB");
    int indexOf = list.indexOf("BB");
    System.out.println(indexOf);
}

简单的方法就查询jdkAPI文档吧，下面做简要的说明：

  • size();放回当前集合元素个数.
  • isEmpty();判断集合是否为空，返回布尔类型的结果。
  • lastIndexOf(Object o);返回集合中最后一次出现形参元素的索引，不存在就返回-1。
  • toArray();将集合转换为数组
  • set(int index,E element);用指定元素替代集合中指定位置的元素。
  • remove(Object o);移除集合中首次出现的元素。
  • remove(int index);移除集合中指定位置的元素。

    ArrayList实现原理（源码解读）

  • ArrayList是List接口的可变数组的实现，允许包括null在内的所有元素，既然是数组，那么该类肯定会存在改变存储列表的数组大小的方法。
  • 每一个ArrayList实例都有一个容量，该容量是用来存储列表元素的数组的大小，他总是等于列表的大小，随着往ArrayList中添加元素，这个容量也会相应的总动增长，自动增长就会带来数据向新数组的重新拷贝。

    1.底层使用数组实现

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    private transient Object[] elementData;

2.构造方法如下：

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public ArrayList() {
    this(10);
}
    public ArrayList(int initialCapacity) {
    super();
    if (initialCapacity < 0)
        throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                            initialCapacity);
    this.elementData = new Object[initialCapacity];
}
    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);
}

在初始化ArrayList实例时，可以构造一个初始容量为10的空列表，也可以构造一个指定初始容量的空列表以及构造一个包含指定Collection元素的列表。

3.如何实现存储的？

3.1使用set(int index, E element) ;方法，用指定的元素替代指定位置的元素
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public E set(int index, E element) {
    rangeCheck(index);

    E oldValue = elementData(index);
    elementData[index] = element;
    return oldValue;
}
3.2add(E e);将指定的元素添加到集合尾部
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public boolean add(E e) {
    ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
    elementData[size++] = e;
    return true;
}
3.3add(int index, E element)将指定的元素插入此列表中的指定位置
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public void add(int index, E element) {  
    if (index > size || index < 0)  
        throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+", Size: "+size);  
    // 如果数组长度不足，将进行扩容。  
    ensureCapacity(size+1);  // Increments modCount!!  
    // 将 elementData中从Index位置开始、长度为size-index的元素，  
    // 拷贝到从下标为index+1位置开始的新的elementData数组中。  
    // 即将当前位于该位置的元素以及所有后续元素右移一个位置。  
    System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, size - index);  
    elementData[index] = element;  
    size++;  
}

4.如何读取元素？

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public E get(int index) {
    rangeCheck(index);

    return elementData(index);
}

5.删除元素

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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;
}

注意：从集合中移除一个元素，如果这个元素不是最后一个元素，那么这个元素的后面元素会想向左移动一位。

5.如何实现扩容的？

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public void ensureCapacity(int minCapacity) {
    if (minCapacity > 0)
        ensureCapacityInternal(minCapacity);
}
    private void ensureCapacityInternal(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);
}

从上面的代码可以看出，数组进行扩容时，会将老数组的所有元素拷贝到新数组中，
其中新数组的大小是老数组大小右移一位再加上老数组的大小。

6.手动调整底层数组的容量为列表实际元素大小的方法

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public void trimToSize() {
    modCount++;
    int oldCapacity = elementData.length;
    if (size < oldCapacity) {
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);
    }
}
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