java ArrayList 實現，javaarraylist實現

java ArrayList 實現，javaarraylist實現

關於ArrayList的實現和原理，原文出處：http://www.cnblogs.com/ITtangtang/p/3948555.html

我覺得他寫的非常好，真的很好.

做一個記錄和總結吧

public class arraylist<E> {    /**     *  存放集合的元素      *       */    private transient Object[] elementData;    /** 元素的大小 */    private int size;

定義了一個泛型類，一個object的數組和一個私人變數來記錄該集合的元素數量，原文多了一個私人變數，我也不知道幹嘛用的，作者也沒解釋也沒提及到，我沒使用也沒事

 1     /** 2      * 根據指定大小初始化 3      * @param initialCapacity 4      */ 5     public arraylist(int initialCapacity){ 6         super(); 7         if(initialCapacity<=0){ 8             //拋異常 9             throw new IllegalArgumentException("初始化參數不能小於0");10         }else{11             //初始化數組12             this.elementData=new Object[initialCapacity];13         }14     }15     /**16      * 預設初始化17      */18     public arraylist(){19         this(10);20     }21     /**22      * 根據一個集合類初始化23      * @param c 一個必須繼承了Collection介面的類24      */25     public arraylist(Collection<? extends E> c){26         //初始化27         elementData=c.toArray();28         size=elementData.length;29         //如果不是任意類型的數組就轉換Objec類型30         if (elementData.getClass() != Object[].class){31             elementData=Arrays.copyOf(elementData,size, Object[].class);32         }33     }34     

 

3個初始化方法，根據預設大小進行數組的初始化，給定大小初始化和傳遞一個繼承了Collection集合介面的類進行轉換賦值初始化

 1 /** 2      * 擴容集合 3      * @param minCapacity 4      */ 5     public void ensureCapacity(int minCapacity){ 6         /** 當前數組的大小  */ 7         int oldCapacity = elementData.length;   8         if (minCapacity > oldCapacity) { 9             /**10              * oldData 雖然沒有被使用，但是這是關於記憶體管理的原因和Arrays.copyOf()方法不是安全執行緒11              * oldData在if的生命週期內引用elementData這個變數，所以不會被GC回收掉12              * 當Arrays.copyOf()方法在把elementData複製到newCapacity時，就可以防止新的記憶體或是其他線程分配記憶體是elementData記憶體被侵佔修改13              * 當結束是離開if，oldData周期就結束被回收14              */15             Object oldData[] = elementData;  16             int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1;  //增加50%+117                 if (newCapacity < minCapacity)  18                     newCapacity = minCapacity;  19           //使用Arrays.copyOf把集合的元素複製並產生一個新的數組20           elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);  21         }  22     }

 

這是一個核心的方法，集合的擴容，其實是對數組的擴容，minCapacity集合的大小，進行對比判斷是否應該進行擴容，使用了Arrays.copyOf()方法進行擴容，

原文有進行詳細的解釋，這個方法把第一個參數的內容複寫到一個新的數組中，數組的大小是第二個參數，並返回一個新的數組，關於oldData的變數上文有詳細的注釋

 

1 /**2      * 檢查索引是否出界3      * @param index4      */5     private void RangeCheck(int index){6         if(index > size || index < 0){7             throw new IndexOutOfBoundsException("下標超出,Index: " + index + ", Size: " +size);8         }9     }

 

一個下標的檢索是否出 1 /**

 2      * 添加元素 3      * 將指定的元素添加到集合的末尾 4      * @param e 添加的元素 5      * @return 6      */ 7     public boolean add(E e){ 8         ensureCapacity(size+1); 9         elementData[size]=e;10         size++;11         return true;
12     }

 

添加元素，先進行擴容，在賦值，然後元素加一，注意 size+1 欄位size並沒有加一，這裡進行的是算術的運算，所以在後面才需要進行自增

 1 /** 2      * 添加元素 3      * 將元素添加到指定的位置 4      * @param index 指定的索引下標 5      * @param element 元素 6      * @return 7      */ 8     public boolean add(int index, E element){ 9         RangeCheck(index);10         ensureCapacity(size+1);11         // 將 elementData中從Index位置開始、長度為size-index的元素，  12         // 拷貝到從下標為index+1位置開始的新的elementData數組中。  13         // 即將當前位於該位置的元素以及所有後續元素右移一個位置。14         System.arraycopy(elementData, index, elementData, index+1, size-index);15         elementData[index]=element;16         size++;//元素加一17         return true;18     }

這裡不同的是 System.arraycopy(elementData, index, elementData, index+1, size-index);

這是一個c的內部方法，詳細的原文有解釋，這裡就不說了，這個也是整個ArrayList的核心所在，也Arrays.copyOf()的內部實現原理

 1 /** 2      * 添加全部元素 3      *  按照指定collection的迭代器所返回的元素順序，將該collection中的所有元素添加到此列表的尾部。   4      * @param c 5      * @return 6      */ 7     public boolean addAll(Collection < ? extends E>c){ 8         Object[] newElement=c.toArray(); 9         int elementLength=newElement.length;10         ensureCapacity(size+elementLength);11         //從newElement 0的下標開始，elementLength個元素，elementData size的下標 12         System.arraycopy(newElement, 0, elementData, size, elementLength);13         size+=elementLength;14         return elementLength!=0;15     }

基本上其他方法都只是根據不同的情況進行不同的處理，比如通過介面把資料對象傳遞進來然後擷取長度進行擴容，在把資料使用System,arraycopy複製到新的數組中

  1 /**  2      * 指定位置，添加全部元素  3      * @param index 插入位置的下標  4      * @param c 插入的元素集合  5      * @return  6      */  7     public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c){  8         if(index > size || index < 0){  9             throw new IndexOutOfBoundsException("Index: " + index + ", Size: " +size); 10         } 11         Object[] newElement=c.toArray(); 12         int elementLength=newElement.length; 13         ensureCapacity(size+elementLength); 14         int numMoved=size-index; 15         //判斷插入的位置是否在數組中間 16         if(numMoved>0){ 17             //把index插入位置的後面的所有元素往後移 18             //elementData index下標開始的numMoved個元素插入到elementData 的index+elementLength位置 19             System.arraycopy(elementData, index, elementData, index+elementLength, numMoved); 20         } 21         //把newElement裡從0開始的elementLength個元素添加到elementData index開始的位置 22         System.arraycopy(newElement, 0, elementData, index, elementLength);  23         size += elementLength;  24         return elementLength != 0; 25     } 26      27     /** 28      * 指定下標賦值 29      * @param index 30      * @param element 31      * @return 32      */ 33     public E set(int index,E element){ 34         RangeCheck(index); 35         E oldElement=(E)elementData[index]; 36         elementData[index]=element; 37         return oldElement; 38     } 39      40     /** 41      * 根據下標取值 42      * @param index 43      * @return 44      */ 45     public E get(int index){ 46         RangeCheck(index); 47         return (E)elementData[index]; 48     } 49      50     /** 51      * 根據下標移除元素 52      * @param index  53      */ 54     public E remove(int index){ 55         RangeCheck(index); 56         E oldElement=(E)elementData[index]; 57         /** 移除的下標後面的元素數量  */ 58         int numMoved=size-index-1; 59         //如果在數組範圍內就進行移動 60         if(numMoved>0) 61             System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index, numMoved); 62         //移除 63         elementData[--size]=null; 64         return oldElement; 65     } 66      67     /** 68      * 根據元素移除 69      * @param obj 70      * @return 71      */ 72     public boolean remove(Object obj){ 73         //Arraylist允許存放null,所以也要進行判斷處理 74         if(obj==null){ 75             for(int index=0;index<size;index++){ 76                 if(elementData[index]==null){ 77                      remove(index); 78                      return true; 79                 } 80             } 81         }else{ 82             for(int index=0;index<size;index++){ 83                 if(obj.equals(elementData[index])){ 84                      remove(index); 85                      return true; 86                 } 87             } 88         } 89         return false; 90     } 91      92     /** 93      * 根據下標移除指定範圍內的元素 94      * @param fromIndex 開始 95      * @param toIndex 結束 96      */ 97     protected void removeRange(int fromIndex, int toIndex){ 98         RangeCheck(fromIndex); 99         RangeCheck(toIndex);100         //要移動的元素數101         int numMoved = size - toIndex; 102         //把toIndex後面的元素移動到fromIndex103         System.arraycopy(elementData, toIndex, elementData, fromIndex, numMoved);104         //要移除的元素數量105         int newSize=size-(toIndex-fromIndex);106         while(size!=newSize){107             elementData[--size]=null;108         } 109     }110     111     /**112      * 把數組容量調整到實際的容量113      */114     public void trimToSize(){115         int leng=elementData.length;116         if(size<leng){117             Object[] old=elementData;118             elementData=Arrays.copyOf(elementData, size);119         }120     }121     /**122      * 把集合元素轉換成數組123      * @return124      */125     public Object[] toArray(){126         return Arrays.copyOf(elementData, size);127     }128     129     public <T>T[] toArray(T[] a){130         if(a.length<size){131             return (T[]) Arrays.copyOf(elementData,size, a.getClass());132         }133         //把集合元素複製到a數組中134         System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, size);135          if (a.length > size){136              for(int index=size;index<a.length;index++){137                  a[index] = null;138              }139          }140           return a;  141     }

基本上都是對數組進行操作和使用c的方法進行賦值移動等，詳細的可以查看原文，原文中除了那個私人變數外也沒多少問題，代碼可以完美運行，這李要注意的和痛點就會是System,arraycopy和Arrayist.copy()這2個方法
和在擴容方法裡oldData這個變數的使用，這個變數真的很好，一開始我也不知道為什麼要這麼使用，在原文的末尾會進行解釋。