ArrayList源碼解讀(一)

Meils 發(fā)布于2019-08-16 17:44 / 2016人閱讀

摘要：源碼解讀屬性默認(rèn)的初始化空間空的數(shù)組用于空對(duì)象初始化存儲(chǔ)數(shù)組，非私有簡(jiǎn)化了嵌套類訪問(wèn)實(shí)際存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量集合被操作次數(shù)，次數(shù)對(duì)不上拋出構(gòu)造方法設(shè)置初始空間大小的構(gòu)造方法大于就構(gòu)造對(duì)應(yīng)長(zhǎng)度的數(shù)組等于就直接賦值空的數(shù)組對(duì)象小于就拋出異常無(wú)參構(gòu)造方法

ArrayList源碼解讀 屬性

   
    private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;//默認(rèn)的初始化空間

    private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};//空的數(shù)組用于空對(duì)象初始化

    private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};

    transient Object[] elementData; //存儲(chǔ)數(shù)組，非私有簡(jiǎn)化了嵌套類訪問(wèn)

    private int size;//實(shí)際存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量
    
    protected transient int modCount = 0;//集合被操作次數(shù)，次數(shù)對(duì)不上拋出ConcurrentModificationException();

構(gòu)造方法

設(shè)置初始空間大小的構(gòu)造方法

 public ArrayList(int initialCapacity) {
        if (initialCapacity > 0) {//大于0就構(gòu)造對(duì)應(yīng)長(zhǎng)度的Object數(shù)組
            this.elementData = new Object[initialCapacity];
        } else if (initialCapacity == 0) {//等于0就直接賦值空的數(shù)組對(duì)象
            this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
        } else {//小于0就拋出異常
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                               initialCapacity);
        }
    }

無(wú)參構(gòu)造方法

 public ArrayList() {
        this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;//直接賦值空的數(shù)組對(duì)象
    }

集合子類參數(shù)的構(gòu)造方法

 public ArrayList(Collection c) {
        elementData = c.toArray();//參數(shù)c為實(shí)現(xiàn)了Collection的類，toArray為Collection接口定義方法
        if ((size = elementData.length) != 0) {
            if (elementData.getClass() != Object[].class)//Arrays.copyOf返回類型依賴于第一個(gè)參數(shù)的類型，此處防止Arrays.copyOf不返回 Object[]類型數(shù)據(jù)，bug見https://bugs.openjdk.java.net/browse/JDK-6260652
                elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);//注意此處，僅拷貝實(shí)際數(shù)據(jù)長(zhǎng)度
        } else {
            // replace with empty array.
            this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;//c參數(shù)集合長(zhǎng)度為0，那么elementData賦值為空的數(shù)組對(duì)象
        }
    }

基礎(chǔ)方法

trimToSize elementData長(zhǎng)度修剪到實(shí)際存儲(chǔ)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度

 public void trimToSize() {
        modCount++;//操作數(shù)+1
        if (size < elementData.length) {//如果實(shí)際存儲(chǔ)數(shù)量小于elementData長(zhǎng)度
            elementData = (size == 0)
              ? EMPTY_ELEMENTDATA//如果實(shí)際存儲(chǔ)為0，那么elementData賦值為空的數(shù)組對(duì)象
              : Arrays.copyOf(elementData, size);//否則拷貝實(shí)際存儲(chǔ)的長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)
        }
    }

ensureCapacity 確保elementData至少可以容納minCapacity個(gè)數(shù)據(jù)

  public void ensureCapacity(int minCapacity) {
        if (
        minCapacity > elementData.length//最低容納數(shù)量大于當(dāng)前elementData長(zhǎng)度
            && 
        !(elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA&& minCapacity <= DEFAULT_CAPACITY)//elementData不等于空數(shù)組對(duì)象并且最低容納量大于默認(rèn)空間(10)
        ) {
            modCount++;//操作數(shù)+1
            grow(minCapacity);//符合條件則擴(kuò)展數(shù)組
        }
    }

grow 擴(kuò)展數(shù)組

  private Object[] grow() {
        return grow(size + 1);//按照實(shí)際存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量+1來(lái)擴(kuò)展
    }

grow(int minCapacity) 擴(kuò)展數(shù)組

private Object[] grow(int minCapacity) {
        return elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity(minCapacity));//復(fù)制數(shù)組，長(zhǎng)度為newCapacity(minCapacity)的返回
    }

newCapacity(int minCapacity) 返回至少與給定最小容量一樣大的容量

 private int newCapacity(int minCapacity) {
        // overflow-conscious code
        int oldCapacity = elementData.length;//獲取舊elementData長(zhǎng)度
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);//新的長(zhǎng)度為舊的1.5倍
        if (newCapacity - minCapacity <= 0) {//如果新的長(zhǎng)度比最小容量小
            if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA)
                return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);//如果elementData是空的，返回10和最小容量中比較大的一個(gè)
            if (minCapacity < 0) // overflow
                throw new OutOfMemoryError();//最小容量不允許為負(fù)數(shù)
            return minCapacity;//如果新的長(zhǎng)度比最小容量小，那么直接返回最小容量
        }
        return (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE <= 0)//如果新的長(zhǎng)度比最大長(zhǎng)度小，那么返回新的容量，否則返回hugeCapacity(minCapacity)返回值
            ? newCapacity
            : hugeCapacity(minCapacity);
    }

hugeCapacity(int minCapacity) 返回大的的容量

 private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
        if (minCapacity < 0) // overflow
            throw new OutOfMemoryError();//最小容量不允許為負(fù)數(shù)
        return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE)
            ? Integer.MAX_VALUE//如果最小容量大于MAX_ARRAY_SIZE返回Integer的最大值
            : MAX_ARRAY_SIZE;//否則返回MAX_ARRAY_SIZE (MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;)
    }

size 返回實(shí)際存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)數(shù)

public int size() {
        return size;
    }

isEmpty 判斷實(shí)際存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)是否為空

  public boolean isEmpty() {
        return size == 0;
    }

contains 判斷一個(gè)元素是否存在

 public boolean contains(Object o) {
        return indexOf(o) >= 0;
    }

indexOf 獲取一個(gè)元素位置

  public int indexOf(Object o) {
        return indexOfRange(o, 0, size);
    }

indexOfRange(Object o, int start, int end) 范圍內(nèi)查詢目標(biāo)數(shù)據(jù)在集合中的位置

   int indexOfRange(Object o, int start, int end) {
        Object[] es = elementData;
        if (o == null) {//如果目標(biāo)數(shù)據(jù)為空
            for (int i = start; i < end; i++) {//從start循環(huán)到end
                if (es[i] == null) {
                    return i;//如果數(shù)據(jù)為null,則返回對(duì)應(yīng)的下標(biāo)
                }
            }
        } else {//目標(biāo)數(shù)據(jù)不為空
            for (int i = start; i < end; i++) {//從start循環(huán)到end
                if (o.equals(es[i])) {//調(diào)用的是目標(biāo)函數(shù)的equals方法，這很重要
                    return i;
                }
            }
        }
        return -1;
    }

lastIndexOf(Object o) 查找元素最后一次出現(xiàn)位置

 public int lastIndexOf(Object o) {
        return lastIndexOfRange(o, 0, size);
    }

lastIndexOfRange(Object o, int start, int end) 范圍內(nèi)查詢?cè)刈詈笠淮纬霈F(xiàn)位置（即逆第一次出現(xiàn)位置）

 int lastIndexOfRange(Object o, int start, int end) {
        Object[] es = elementData;
        if (o == null) {//如果目標(biāo)數(shù)據(jù)為空
            for (int i = end - 1; i >= start; i--) {//從end-1
                if (es[i] == null) {
                    return i;
                }
            }
        } else {
            for (int i = end - 1; i >= start; i--) {
                if (o.equals(es[i])) {//調(diào)用的是目標(biāo)函數(shù)的equals方法，這很重要
                    return i;
                }
            }
        }
        return -1;
    }

clone() 克隆集合

public Object clone() {
        try {
            ArrayList v = (ArrayList) super.clone();
            v.elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);//克隆出elementData長(zhǎng)度為實(shí)際元素長(zhǎng)度
            v.modCount = 0;
            return v;
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            // this shouldn"t happen, since we are Cloneable
            throw new InternalError(e);
        }
    }

toArray() 返回?cái)?shù)組

 public Object[] toArray() {
        return Arrays.copyOf(elementData, size);//僅返回實(shí)際元素長(zhǎng)度的數(shù)組
    }

toArray(T[] a) 返回?cái)?shù)組

 public  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)
            a[size] = null;//如果傳入的數(shù)組長(zhǎng)度大于集合實(shí)際存儲(chǔ)數(shù)目，那么將a數(shù)組size位置空后返回（不理解）
        return a;
    }

get(int index) 或許元素

public E get(int index) {
        Objects.checkIndex(index, size);//確認(rèn)index>0,且index
set(int index, E element) 設(shè)置元素值
  public E set(int index, E element) {
        Objects.checkIndex(index, size);//確認(rèn)index>0,且index
elementData(int index)  獲取元素
 E elementData(int index) {
        return (E) elementData[index];
    }
elementAt(Object[] es, int index) 獲取傳入數(shù)組的index位元素
static  E elementAt(Object[] es, int index) {
        return (E) es[index];
    }
add(E e) 添加元素到集合里（尾插入）
  public boolean add(E e) {
        modCount++;
        add(e, elementData, size);
        return true;//注意這里永遠(yuǎn)返回true
    }
add(E e, Object[] elementData, int s) 添加元素到集合里
 private void add(E e, Object[] elementData, int s) {
        if (s == elementData.length)
            elementData = grow();//滿了就擴(kuò)容
        elementData[s] = e;//把s位值設(shè)置為e, s一定會(huì)是空的
        size = s + 1;//手動(dòng)將實(shí)際元素?cái)?shù)+1
    }
add(int index, E element) 將元素插入到固定位置（中部插入）
public void add(int index, E element) {
        rangeCheckForAdd(index);//確認(rèn)index>0,且index
remove(int index)刪除index位處的數(shù)據(jù)
public E remove(int index) {
        Objects.checkIndex(index, size);//確認(rèn)index>0,且index
fastRemove(Object[] es, int i)快速刪除
private void fastRemove(Object[] es, int i) {
        modCount++;
        final int newSize;
        if ((newSize = size - 1) > i)//i在實(shí)際存儲(chǔ)數(shù)據(jù)范圍內(nèi)（數(shù)組下標(biāo)從0開始）
            System.arraycopy(es, i + 1, es, i, newSize - i);//把i+1位后的newSize - i個(gè)數(shù)據(jù)往前移一位
        es[size = newSize] = null;//把末位置空
    }
equals(Object o)比較對(duì)象是否相等
 public boolean equals(Object o) {
        if (o == this) {//判斷內(nèi)存地址
            return true;
        }

        if (!(o instanceof List)) {//不是List子類，直接返回false
            return false;
        }

        final int expectedModCount = modCount;//賦值期望的操作數(shù)
        // ArrayList can be subclassed and given arbitrary behavior, but we can
        // still deal with the common case where o is ArrayList precisely
        boolean equal = (o.getClass() == ArrayList.class)
            ? equalsArrayList((ArrayList) o)//是ArrayList
            : equalsRange((List) o, 0, size);//不是ArrayList

        checkForComodification(expectedModCount);//確認(rèn)線程安全
        return equal;
    }
equalsArrayList(ArrayList other)ArrayList判斷相等
 private boolean equalsArrayList(ArrayList other) {
        final int otherModCount = other.modCount;
        final int s = size;
        boolean equal;
        if (equal = (s == other.size)) {//比較存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量
            final Object[] otherEs = other.elementData;//傳入的緩沖區(qū)
            final Object[] es = elementData;//當(dāng)前的緩沖區(qū)
            if (s > es.length || s > otherEs.length) {
                throw new ConcurrentModificationException();//線程不安全
            }
            for (int i = 0; i < s; i++) {
                if (!Objects.equals(es[i], otherEs[i])) {//比較每個(gè)元素，一個(gè)不相等就break
                    equal = false;
                    break;
                }
            }
        }
        other.checkForComodification(otherModCount);//查看線程是否安全
        return equal;
    }

equalsRange(List other, int from, int to)判斷List相等
 boolean equalsRange(List other, int from, int to) {
        final Object[] es = elementData;//當(dāng)前緩沖區(qū)
        if (to > es.length) {
            throw new ConcurrentModificationException();//線程不安全
        }
        var oit = other.iterator();//獲取迭代器
        for (; from < to; from++) {
            if (!oit.hasNext() || !Objects.equals(es[from], oit.next())) {//判斷每個(gè)元素，跑不到oit.hasNext()為false,因?yàn)閒or循環(huán)會(huì)先進(jìn)不來(lái)
                return false;
            }
        }
        return !oit.hasNext();//for循環(huán)結(jié)束后oit.hasNext()必定為false,即!oit.hasNext()是true
            }
checkForComodification(final int expectedModCount)確認(rèn)線程是否安全
  private void checkForComodification(final int expectedModCount) {
        if (modCount != expectedModCount) {
            throw new ConcurrentModificationException();
        }
    }
hashCode()返回哈希碼
public int hashCode() {
        int expectedModCount = modCount;
        int hash = hashCodeRange(0, size);//范圍內(nèi)哈希
        checkForComodification(expectedModCount);//確認(rèn)線程安全
        return hash;
    }
hashCodeRange(int from, int to)范圍內(nèi)哈希
 int hashCodeRange(int from, int to) {
        final Object[] es = elementData;
        if (to > es.length) {
            throw new ConcurrentModificationException();//線程不安全
        }
        int hashCode = 1;
        for (int i = from; i < to; i++) {
            Object e = es[i];
            hashCode = 31 * hashCode + (e == null ? 0 : e.hashCode());//對(duì)象為空則取0
        }
        return hashCode;
    }
boolean remove(Object o)移除一個(gè)對(duì)象
public boolean remove(Object o) {
        final Object[] es = elementData;
        final int size = this.size;
        int i = 0;
        found: {
            if (o == null) {//空對(duì)象
                for (; i < size; i++)
                    if (es[i] == null)//循環(huán)比對(duì)內(nèi)存地址獲取被刪除對(duì)象下標(biāo)
                        break found;//跳出標(biāo)記found
            } else {//不是空對(duì)象
                for (; i < size; i++)
                    if (o.equals(es[i]))//調(diào)用要被刪除對(duì)象的equals方法
                        break found;//跳出標(biāo)記found
            }
            return false;//要?jiǎng)h除的數(shù)據(jù)不在緩沖區(qū)中，直接返回false
        }
        fastRemove(es, i);//調(diào)用快速刪除，按照下標(biāo)刪除
        return true;//成功返回true
    }

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