java集合學習(1)—ArrayList

1、ArrayList概述：

        ArrayList是List介面的可變數組的實現。實現了所有可選列表操作，可以包含包括null任何元素。除了實現List介面外，此類還提供一些方法來操作內部用來儲存列表的數組的大小。（此類大致上等同於Vector 類，除了此類是不同步的。）

       每個ArrayList都有一個容量，該容量是用來儲存列表元素的數組大小。它總是至少等於列表的大小。隨著向ArrayList中增加元素，ArrayList的容量也隨之增加。添加大量元素 前，應用程式也可以使用ensureCapacity操作來增加ArrayList執行個體的容量，這可以減少遞增式再分配的數量。

      注意，此實現不是同步的。如果多個線程同時訪問一個 ArrayList 執行個體，而其中至少一個線程從結構上修改了列表，那麼它必須 保持外部同步。這一般通過對自然封裝該列表的對象進行同步操作來完成。如果不存在這樣的對象，則應該使用Collections.synchronizedList 方法將該列表“封裝”起來。

ArrayList繼承AbstractList，實現了List、RandomAccess、Cloneable和java.io.Serializable介面：

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>        implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable

 內部定義了一個Object類型的數組來儲存，transient的意思是不進行序列化，這跟Serializable相對。

private transient Object[] elementData;

ArrayList的長度

private int size;

三個建構函式：

public ArrayList(int initialCapacity) {//指定ArrayList初始容量大小    super();    if (initialCapacity < 0)//初始容量不能小於0，否則拋出IllegalArgumentException異常        throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+                                               initialCapacity);    this.elementData = new Object[initialCapacity];}  public ArrayList() {//預設使用初始容量為10    this(10);}  public ArrayList(Collection<? extends E> c) {//將Collection轉換為ArrayList    elementData = c.toArray();//調用toArray()方法，將collection轉換為數組，collection為null，此處便會拋出NullPointerException    size = elementData.length;    // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)    if (elementData.getClass() != Object[].class)         elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);}

        參數是Collection的建構函式需要重點說明一下：這裡的問題是由於Arrays.asList()方法造成的，當Arrays.asList(T
t)方法中參數類型是Object的子類，比如String類型時，該方法傳回值做為參數傳遞給ArrayList建構函式，那麼執行該建構函式中的過程中調用toArray()方法時，由於使用的是clone()方法，所以會返回String[]類型的數組，而並非Obejct[]類型的數組，執行下面代碼中的print方法也是可以看得到傳回值類型的。此時再向toArray()返回對象中增加Object對象就會拋出異常。具體的講解可以參考http://bugs.sun.com/bugdatabase/view_bug.do?bug_id=6260652

List<Object> list = new ArrayList<Object>(Arrays.asList("test1", "test2"));//返回String[]，而Obejct[]類型//System.out.println(Arrays.asList("foo", "bar").toArray());//將Object對象增加到list中時就會拋出ArrayStoreException list.set(0, new Object()); 

當記憶體緊張的時候會用到trimToSize：

public void trimToSize() {    modCount++;//已從結構上改變此列表的次數，表明該方法會從結構上修改列表    int oldCapacity = elementData.length;    if (size < oldCapacity) {//將當前elementData的長度與size比較，如果size較小，則將elementData長度修改為size。        elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);    }}

擴充數組長度ensureCapacity：將長度擴充到oldsize的1.5倍+1，如果還夠長，就使用指定的長度。

public void ensureCapacity(int minCapacity) {    modCount++;//與trimToSize相似，都是從結構上改變了列表    int oldCapacity = elementData.length;    if (minCapacity > oldCapacity) {Object oldData[] = elementData;int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1;//如果指定的參數比原長度大，則建立一個1.5倍+1長度的數組，把元素放入其中。    if (newCapacity < minCapacity)        newCapacity = minCapacity;//如果長度還是不夠，則使用指定參數的長度大小           // minCapacity is usually close to size, so this is a win:         elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);    }}

返回ArrayList的長度大小：

public int size() {    return size;}

判斷ArrayList的是否為空白：

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

找出指定對象在ArrayList中第一次出現的下標：

public int indexOf(Object o) {//elementData.length與size是不一樣的    if (o == null) {          for (int i = 0; i < size; i++)//如果參數為Null，則從下標是0的位置開始遍曆ArrayList，直到找到第一個元素為null的下標值     if (elementData[i]==null) return i;    } else {for (int i = 0; i < size; i++)//如果參數不為Null，則遍曆ArrayList中，與指定參數相equals的元素，返回下標值    if (o.equals(elementData[i]))         return i;}    return -1;//如果都沒有找到，則返回-1}

找出指定對象在ArrayList中最後一次出現的下標：

public int lastIndexOf(Object o) {    if (o == null) {          for (int i = size-1; i >= 0; i--)               if (elementData[i]==null)                   return i;    } else {          for (int i = size-1; i >= 0; i--)               if (o.equals(elementData[i]))               return i;    }    return -1;}

判斷是否包含指定參數的元素，使用equals判斷：

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

重寫clone()方法，即數組copy和重設modCount：

public Object clone() {    try {         ArrayList<E> v = (ArrayList<E>) super.clone();         v.elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);//數組copy         v.modCount = 0;//重設         return v;    } catch (CloneNotSupportedException e) {         // this shouldn't happen, since we are Cloneable         throw new InternalError();    }}

轉換為數組：

public Object[] toArray() {    return Arrays.copyOf(elementData, size);}

toArray(T[] a)：不太明白做什麼用

public <T> 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;    return a;}

檢查指定參數索引是否正確：

private void RangeCheck(int index) {    if (index >= size)         throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+", Size: "+size);}

獲得指定索引的元素，參數不合理會拋出IndexOutOfBoundsException：

public E get(int index) {    RangeCheck(index);    return (E) elementData[index];}

總以為set返回為void呢，今天看了才知道理解有誤。傳回值是未替換前位於指定索引的元素

public E set(int index, E element) {    RangeCheck(index);    E oldValue = (E) elementData[index];    elementData[index] = element;    return oldValue;}

將指定元素添加到此列表尾部：

public boolean add(E e) {    ensureCapacity(size + 1);  // Increments modCount!!    elementData[size++] = e;//增加到列表尾部    return true;}

將指定元素添加到指定的索引上：

public void add(int index, E element) {    if (index > size || index < 0)         throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+", Size: "+size);    ensureCapacity(size+1);  // Increments modCount!!    //將列表從index開始到最後-1的元素，拷貝到index+1到最後的位置上    System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, size - index);    elementData[index] = element;    size++;}