扣丁学堂Java培训之容器类ArrayList源码分析
本文是针对Java1.8的源代码进行解析的，可能会和其他版本有所出入。
一、继承和实现
继承：AbstractList
实现：List,RandomAccess,Cloneable,Serializable接口
publicclassArrayListextendsAbstractList
implementsList,RandomAccess,Cloneable,java.io.Serializable{
}
二、全局变量
1.默认容量
privatestaticfinalintDEFAULT_CAPACITY=10;
2.空的对象数组
privatestaticfinalObject[]EMPTY_ELEMENTDATA={};
3.默认的空数组
//无参构造函数创建的数组
privatestaticfinalObject[]DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA={};
4.存放数据的数组的缓存变量，不可序列化
transientObject[]elementData;
5.数组的大小
privateintsize;
三、构造方法
1.带有容量initialCapacity的构造方法
源码解释：
publicArrayList(intinitialCapacity){
//如果初始化时ArrayList大小大于0
if(initialCapacity>0){
//new一个该大小的object数组赋给elementData
this.elementData=newObject[initialCapacity];
}elseif(initialCapacity==0){//如果大小为0
//将空数组赋给elementData
this.elementData=EMPTY_ELEMENTDATA;
}else{//小于0
//则抛出IllegalArgumentException异常
thrownewIllegalArgumentException("IllegalCapacity:"+
initialCapacity);
}
}
2.不带参数的构造方法
源码解释：
publicArrayList(){
//直接将空数组赋给elementData
this.elementData=DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
3.带参数Collection的构造方法
源码解释：
参数c为一个Collection，Collection的实现类大概有以下几种常用类型：
List：元素可以重复的容器
Set:元素不可重复的容器
Queue:结构是一个队列，先进先出
这个构造方法的意思是，将一个Collection实现类的对象转换为一个ArrayList，但是c容器装的内容
必须为ArrayList装的内容的子类。例如，将一个装了String内容的HashSet转换为装了String内容的
ArrayList，使得ArrayList的大小和值数组都是HashSet的大小和值数组。具体实现如下代码，首先调
用c(Collection的具体实现类)的toArray方法，具体大家可以看各个实现类的toArray方法，但是大
概意思都是将c容器转换为object类型的数组，因为它们的返回值都是object[]。之于下面的两个判断
是当得到的elementData的类名不是Object类名的时候或者是长度为0的时候才会执行。
publicArrayList(Collectionc){
elementData=c.toArray();
if((size=elementData.length)!=0){
if(elementData.getClass()!=Object[].class)
elementData=Arrays.copyOf(elementData,size,Object[].class);
}else{
//replacewithemptyarray.
this.elementData=EMPTY_ELEMENTDATA;
}
}
四、方法
1.trimToSize()
说明：将ArrayList的容量设置为当前size的大小。首先需要明确一个概念，ArrayList的size就是ArrayList的元素个数，length是ArrayList申请的内容空间长度。ArrayList每次都会预申请多一点空间，以便添加元素的时候不需要每次都进行扩容操作，例如我们的元素个数是10个，它申请的内存空间必定会大于10，即length>size，而这个方法就是把ArrayList的内存空间设置为size，去除没有用到的null值空间。这也就是我们为什么每次在获取数据长度是都是调用list.size()而不是list.length()。
源码解释：首先modCount是从类java.util.AbstractList继承的字段，这个字段主要是为了防止在多线程操作的情况下，List发生结构性的变化，什么意思呢?就是防止一个线程正在迭代，另外一个线程进行对List进行remove操作，这样当我们迭代到最后一个元素时，很明显此时List的最后一个元素为空，那么这时modCount就会告诉迭代器，让其抛出异常ConcurrentModificationException。
如果没有这一个变量，那么系统肯定会报异常ArrayIndexOutOfBoundsException，这样的异常显然不是应该出现的(这些运行时错误都是使用者的逻辑错误导致的，我们的JDK那么高端，不会出现使用错误，我们只抛出使用者造成的错误，而这个错误是设计者应该考虑的)，为了避免出现这样的异常，定义了检查。
(引用自：郭无心，详情可以看他在知乎的回答：https://www.zhihu.com/question/24086463/answer/64717159)。
publicvoidtrimToSize(){
modCount++;
//如果size小于length
if(size<elementData.length){
//重新将elementData设置大小为size
elementData=(size==0)
?EMPTY_ELEMENTDATA
:Arrays.copyOf(elementData,size);
}
}
2.size()
说明：返回ArrayList的大小
源码解释：直接返回size
publicintsize(){
returnsize;
}
3.isEmpty()
说明：返回是否为空
**源码解释：**直接返回判断size==0
publicbooleanisEmpty(){
returnsize==0;
}
4.indexOf(Objecto)
说明：对象o在ArrayList中的下标位置，如果存在返回位置i，不存在返回-1
源码解释：遍历ArrayList的大小，比较o和容器内的元素，若相等，则返回位置i，若遍历完都不相等，返回-1
publicintindexOf(Objecto){
if(o==null){
for(inti=0;i<size;i++)
if(elementData[i]==null)
returni;
}else{
for(inti=0;i<size;i++)
if(o.equals(elementData[i]))
returni;
}
return-1;
}
5.contains(Objecto)
说明：是否包含对象o
源码解释：调用indexOf()方法得到下标，存在则下标>=0，不存在为-1，即只要比较下标和0的大小即可。
publicbooleancontains(Objecto){
returnindexOf(o)>=0;
}
6.lastIndexOf(Objecto)
说明：返回容器内出现o的最后一个位置
源码解释：从后向前遍历，得到第一个出现对象o的位置，不存在则返回-1
publicintlastIndexOf(Objecto){
if(o==null){
for(inti=size-1;i>=0;i--)
if(elementData[i]==null)
returni;
}else{
for(inti=size-1;i>=0;i--)
if(o.equals(elementData[i]))
returni;
}
return-1;
}
7.clone()
说明：返回此ArrayList实例的浅表副本。
源码解释：
publicObjectclone(){
try{
//调用父类(翻看源码可见是Object类)的clone方法得到一个ArrayList副本
ArrayListv=(ArrayList)super.clone();
//调用Arrays类的copyOf，将ArrayList的elementData数组赋值给副本的elementData数组
v.elementData=Arrays.copyOf(elementData,size);
v.modCount=0;
//返回副本v
returnv;
}catch(CloneNotSupportedExceptione){
thrownewInternalError(e);
}
}
8.toArray()
说明：ArrayList实例转换为。
源码解释：直接调用Arrays类的copyOf。
publicObject[]toArray(){
returnArrays.copyOf(elementData,size);
}
9.toArray(T[]a)
说明：将ArrayList里面的元素赋值到一个数组中去
源码解释：如果a的长度小于ArrayList的长度，直接调用Arrays类的copyOf，返回一个比a数组长度要大的新数组，里面元素就是ArrayList里面的元素;如果a的长度比ArrayList的长度大，那么就调用System.arraycopy，将ArrayList的elementData数组赋值到a数组，然后把a数组的size位置赋值为空。
publicT[]toArray(T[]a){
if(a.length<size)
//Makeanewarrayofa'sruntimetype,butmycontents:
return(T[])Arrays.copyOf(elementData,size,a.getClass());
System.arraycopy(elementData,0,a,0,size);
if(a.length>size)
a[size]=null;
returna;
}
10.rangeCheck(intindex)
说明：测试index是否越界
源码解释：
privatevoidrangeCheck(intindex){
//如果下标超过ArrayList的数组长度
if(index>=size)
//抛出IndexOutOfBoundsException异常
thrownewIndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
11.get(intindex)
说明：获取index位置的元素
源码解释：先检查是否越界，然后返回ArrayList的elementData数组index位置的元素。
publicEget(intindex){
//检查是否越界
rangeCheck(index);
//返回ArrayList的elementData数组index位置的元素
returnelementData(index);
}
12.set(intindex,Eelement)
说明：设置index位置的元素值了element，返回该位置的之前的值
源码解释：
publicEset(intindex,Eelement){
//检查是否越界
rangeCheck(index);
//调用elementData(index)获取到当前位置的值
EoldValue=elementData(index);
//将element赋值到ArrayList的elementData数组的第index位置
elementData[index]=element;
returnoldValue;
}
13.ensureCapacityInternal(intminCapacity)
说明：得到最小扩容量
源码解释：
privatevoidensureCapacityInternal(intminCapacity){
if(elementData==DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA){
//获取默认的容量和传入参数的较大值
minCapacity=Math.max(DEFAULT_CAPACITY,minCapacity);
}
ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}
14.ensureExplicitCapacity(intminCapacity)
说明：判断是否需要扩容
源码解释：
privatevoidensureExplicitCapacity(intminCapacity){
modCount++;
//如果最小需要空间比elementData的内存空间要大，则需要扩容
if(minCapacity-elementData.length>0)
grow(minCapacity);
}
15.grow()方法
说明：帮助ArrayList动态扩容的核心方法
源码解释：
//MAX_VALUE为231-1，MAX_ARRAY_SIZE就是获取Java中int的最大限制，以防止越界
privatestaticfinalintMAX_ARRAY_SIZE=Integer.MAX_VALUE-8;
privatevoidgrow(intminCapacity){
//获取到ArrayList中elementData数组的内存空间长度
intoldCapacity=elementData.length;
//扩容至原来的1.5倍
intnewCapacity=oldCapacity+(oldCapacity>>1);
//再判断一下新数组的容量够不够，够了就直接使用这个长度创建新数组，
//不够就将数组长度设置为需要的长度
if(newCapacity-minCapacity<0)
newCapacity=minCapacity;
//判断有没超过最大限制
if(newCapacity-MAX_ARRAY_SIZE>0)
newCapacity=hugeCapacity(minCapacity);
//调用Arrays.copyOf方法将elementData数组指向新的内存空间时newCapacity的连续空间
//并将elementData的数据复制到新的内存空间
elementData=Arrays.copyOf(elementData,newCapacity);
}
16.add(Ee)
说明：添加元素e
源码解释：
publicbooleanadd(Ee){
//扩容
ensureCapacityInternal(size+1);
//将e赋值给elementData的size+1的位置。
elementData[size++]=e;
returntrue;
}
17.add(intindex,Eelement)
说明：在ArrayList的index位置，添加元素element
源码解释:
publicvoidadd(intindex,Eelement){
//判断index是否越界
rangeCheckForAdd(index);
//扩容
ensureCapacityInternal(size+1);
//将elementData从index位置开始，复制到elementData的index+1开始的连续空间
System.arraycopy(elementData,index,elementData,index+1,
size-index);
//在elementData的index位置赋值element
elementData[index]=element;
//ArrayList的大小加一
size++;
}
18.remove(intindex)
说明：在ArrayList的移除index位置的元素
源码解释：
publicEremove(intindex){
//判断是否越界
rangeCheck(index);
modCount++;
//读取旧值
EoldValue=elementData(index);
//获取index位置开始到最后一个位置的个数
intnumMoved=size-index-1;
if(numMoved>0)
//将elementData数组index+1位置开始拷贝到elementData从index开始的空间
System.arraycopy(elementData,index+1,elementData,index,
numMoved);
//使size-1，设置elementData的size位置为空，让GC来清理内存空间
elementData[--size]=null;//cleartoletGCdoitswork
returnoldValue;
}
19.remove(Objecto)
说明：在ArrayList的移除对象为O的元素，跟indexOf方法思想基本一致
源码解释：
publicbooleanremove(Objecto){
if(o==null){
for(intindex=0;index<size;index++)
if(elementData[index]==null){
fastRemove(index);
returntrue;
}
}else{
for(intindex=0;index<size;index++)
if(o.equals(elementData[index])){
fastRemove(index);
returntrue;
}
}
returnfalse;
}
20.clear()
说明：设置全部元素为null值，并设置size为0。
源码解释：可见clear操作并不是从空间内删除，只是设置为null值，等待垃圾回收机制来回收而已，把size设置为0，以便我们不会浏览到null值的内存空间。
publicvoidclear(){
modCount++;
//cleartoletGCdoitswork
for(inti=0;i<size;i++)
elementData[i]=null;
size=0;
}
21.addAll(Collectionc)
说明：将Collectionc的全部元素添加到ArrayList中
源码解释：
publicbooleanaddAll(Collectionc){
//将c转换为数组a
Object[]a=c.toArray();
//获取a占的内存空间长度赋值给numNew
intnumNew=a.length;
//扩容至size+numNew
ensureCapacityInternal(size+numNew);//IncrementsmodCount
//将a的第0位开始拷贝至elementData的size位开始，拷贝长度为numNew
System.arraycopy(a,0,elementData,size,numNew);
//将size增加numNew
size+=numNew;
//如果c为空，返回false，c不为空，返回true
returnnumNew!=0;
}
22.addAll(intindex,Collectionc)
说明：从第index位开始，将c全部拷贝到ArrayList
源码解释：
publicbooleanaddAll(intindex,Collectionc){
//判断index大于size或者是小于0,如果是，则抛出IndexOutOfBoundsException异常
rangeCheckForAdd(index);
//将c转换为数组a
Object[]a=c.toArray();
intnumNew=a.length;
//扩容至size+numNew
ensureCapacityInternal(size+numNew);//IncrementsmodCount
//获取需要添加的个数
intnumMoved=size-index;
if(numMoved>0)
System.arraycopy(elementData,index,elementData,index+numNew,
numMoved);
System.arraycopy(a,0,elementData,index,numNew);
size+=numNew;
returnnumNew!=0;
}
24.batchRemove(Collectionc,booleancomplement)
说明：根据complement值，将ArrayList中包含c中元素的元素删除或者保留
源码解释：
privatebooleanbatchRemove(Collectionc,booleancomplement){
finalObject[]elementData=this.elementData;
//定义一个w，一个r，两个同时右移
intr=0,w=0;
booleanmodified=false;
try{
//r先右移
for(;r<size;r++)
//如果c中不包含elementData[r]这个元素
if(c.contains(elementData[r])==complement)
//则直接将r位置的元素赋值给w位置的元素，w自增
elementData[w++]=elementData[r];
}finally{
//防止抛出异常导致上面r的右移过程没完成
if(r!=size){
//将r未右移完成的位置的元素赋值给w右边位置的元素
System.arraycopy(elementData,r,
elementData,w,
size-r);
//修改w值增加size-r
w+=size-r;
}
if(w!=size){
//如果有被覆盖掉的元素，则将w后面的元素都赋值为null
for(inti=w;i<size;i++)
elementData[i]=null;
modCount+=size-w;
//修改size为w
size=w;
modified=true;
}
}
returnmodified;
}
25.removeAll(Collectionc)
说明：ArrayList移除c中的所有元素
源码解释：
publicbooleanremoveAll(Collectionc){
//如果c为空，则抛出空指针异常
Objects.requireNonNull(c);
//调用batchRemove移除c中的元素
returnbatchRemove(c,false);
}
26.retainAll(Collectionc)
说明：和removeAll相反，仅保留c中所有的元素
源码解释：
publicbooleanretainAll(Collectionc){
Objects.requireNonNull(c);
//调用batchRemove保留c中的元素
returnbatchRemove(c,true);
}
27.iterator()
说明：返回一个Iterator对象，Itr为ArrayList的一个内部类，其实现了Iterator接口
publicIteratoriterator(){
returnnewItr();
}
28.listIterator()
说明：返回一个ListIterator对象，ListItr为ArrayList的一个内部类，其实现了ListIterator接口
源码解释：
publicListIteratorlistIterator(){
returnnewListItr(0);
}
29.listIterator(intindex)
说明：返回一个从index开始的ListIterator对象
源码解释：
publicListIteratorlistIterator(intindex){
if(index<0||index>size)
thrownewIndexOutOfBoundsException("Index:"+index);
returnnewListItr(index);
}
30.subList(intfromIndex,inttoIndex)
说明：根据两个参数，获取到一个子序列
源码解释：
publicListsubList(intfromIndex,inttoIndex){
//检查异常
subListRangeCheck(fromIndex,toIndex,size);
//调用SubList类的构造方法
returnnewSubList(this,0,fromIndex,toIndex);
}
五、内部类
(1)privateclassItrimplementsIterator
(2)privateclassListItrextendsItrimplementsListIterator
(3)privateclassSubListextendsAbstractListimplementsRandomAccess
(4)staticfinalclassArrayListSpliteratorimplementsSpliterator
ArrayList有四个内部类，
其中的Itr是实现了Iterator接口，同时重写了里面的hasNext()，next()，remove()等方法;
其中的ListItr继承Itr，实现了ListIterator接口，同时重写了hasPrevious()，nextIndex()，
previousIndex()，previous()，set(Ee)，add(Ee)等方法，所以这也可以看出了Iterator和ListIterator的区别，就是ListIterator在Iterator的基础上增加了添加对象，修改对象，逆向遍历等方法，这些是Iterator不能实现的。具体可以参考http://blog.csdn.net/a597926661/article/details/7679765。
其中的SubList继承AbstractList，实现了RandmAccess接口，类内部实现了对子序列的增删改查等方法，但它同时也充分利用了内部类的优点，就是共享ArrayList的全局变量，例如检查器变量modCount，数组elementData等，所以SubList进行的增删改查操作都是对ArrayList的数组进行的，并没有创建新的数组。
本文是针对Java1.8的源代码进行解析的，可能会和其他版本有所出入。
一、继承和实现
继承：AbstractList
实现：List,RandomAccess,Cloneable,Serializable接口
源代码
publicclassArrayListextendsAbstractList
implementsList,RandomAccess,Cloneable,java.io.Serializable{
}
二、全局变量
1.默认容量
privatestaticfinalintDEFAULT_CAPACITY=10;
2.空的对象数组
privatestaticfinalObject[]EMPTY_ELEMENTDATA={};
3.默认的空数组
//无参构造函数创建的数组
privatestaticfinalObject[]DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA={};
4.存放数据的数组的缓存变量，不可序列化
transientObject[]elementData;
5.数组的大小
privateintsize;
三、构造方法
1.带有容量initialCapacity的构造方法
源码解释：
publicArrayList(intinitialCapacity){
//如果初始化时ArrayList大小大于0
if(initialCapacity>0){
//new一个该大小的object数组赋给elementData
this.elementData=newObject[initialCapacity];
}elseif(initialCapacity==0){//如果大小为0
//将空数组赋给elementData
this.elementData=EMPTY_ELEMENTDATA;
}else{//小于0
//则抛出IllegalArgumentException异常
thrownewIllegalArgumentException("IllegalCapacity:"+
initialCapacity);
}
}
2.不带参数的构造方法
源码解释：
publicArrayList(){
//直接将空数组赋给elementData
this.elementData=DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
3.带参数Collection的构造方法
源码解释：
参数c为一个Collection，Collection的实现类大概有以下几种常用类型：
List：元素可以重复的容器
Set:元素不可重复的容器
Queue:结构是一个队列，先进先出
这个构造方法的意思是，将一个Collection实现类的对象转换为一个ArrayList，但是c容器装的内容
必须为ArrayList装的内容的子类。例如，将一个装了String内容的HashSet转换为装了String内容的
ArrayList，使得ArrayList的大小和值数组都是HashSet的大小和值数组。具体实现如下代码，首先调
用c(Collection的具体实现类)的toArray方法，具体大家可以看各个实现类的toArray方法，但是大
概意思都是将c容器转换为object类型的数组，因为它们的返回值都是object[]。之于下面的两个判断
是当得到的elementData的类名不是Object类名的时候或者是长度为0的时候才会执行。
publicArrayList(Collectionc){
elementData=c.toArray();
if((size=elementData.length)!=0){
if(elementData.getClass()!=Object[].class)
elementData=Arrays.copyOf(elementData,size,Object[].class);
}else{
//replacewithemptyarray.
this.elementData=EMPTY_ELEMENTDATA;
}
}
四、方法
1.trimToSize()
说明：将ArrayList的容量设置为当前size的大小。首先需要明确一个概念，ArrayList的size就是ArrayList的元素个数，length是ArrayList申请的内容空间长度。ArrayList每次都会预申请多一点空间，以便添加元素的时候不需要每次都进行扩容操作，例如我们的元素个数是10个，它申请的内存空间必定会大于10，即length>size，而这个方法就是把ArrayList的内存空间设置为size，去除没有用到的null值空间。这也就是我们为什么每次在获取数据长度是都是调用list.size()而不是list.length()。
源码解释：首先modCount是从类java.util.AbstractList继承的字段，这个字段主要是为了防止在多线程操作的情况下，List发生结构性的变化，什么意思呢?就是防止一个线程正在迭代，另外一个线程进行对List进行remove操作，这样当我们迭代到最后一个元素时，很明显此时List的最后一个元素为空，那么这时modCount就会告诉迭代器，让其抛出异常ConcurrentModificationException。
如果没有这一个变量，那么系统肯定会报异常ArrayIndexOutOfBoundsException，这样的异常显然不是应该出现的(这些运行时错误都是使用者的逻辑错误导致的，我们的JDK那么高端，不会出现使用错误，我们只抛出使用者造成的错误，而这个错误是设计者应该考虑的)，为了避免出现这样的异常，定义了检查。
(引用自：郭无心，详情可以看他在知乎的回答：https://www.zhihu.com/question/24086463/answer/64717159)。
publicvoidtrimToSize(){
modCount++;
//如果size小于length
if(size<elementData.length){
//重新将elementData设置大小为size
elementData=(size==0)
?EMPTY_ELEMENTDATA
:Arrays.copyOf(elementData,size);
}
}
2.size()
说明：返回ArrayList的大小
源码解释：直接返回size
publicintsize(){
returnsize;
}
3.isEmpty()
说明：返回是否为空
**源码解释：**直接返回判断size==0
publicbooleanisEmpty(){
returnsize==0;
}
4.indexOf(Objecto)
说明：对象o在ArrayList中的下标位置，如果存在返回位置i，不存在返回-1
源码解释：遍历ArrayList的大小，比较o和容器内的元素，若相等，则返回位置i，若遍历完都不相等，返回-1
publicintindexOf(Objecto){
if(o==null){
for(inti=0;i<size;i++)
if(elementData[i]==null)
returni;
}else{
for(inti=0;i<size;i++)
if(o.equals(elementData[i]))
returni;
}
return-1;
}
5.contains(Objecto)
说明：是否包含对象o
源码解释：调用indexOf()方法得到下标，存在则下标>=0，不存在为-1，即只要比较下标和0的大小即可。
publicbooleancontains(Objecto){
returnindexOf(o)>=0;
}
6.lastIndexOf(Objecto)
说明：返回容器内出现o的最后一个位置
源码解释：从后向前遍历，得到第一个出现对象o的位置，不存在则返回-1
publicintlastIndexOf(Objecto){
if(o==null){
for(inti=size-1;i>=0;i--)
if(elementData[i]==null)
returni;
}else{
for(inti=size-1;i>=0;i--)
if(o.equals(elementData[i]))
returni;
}
return-1;
}
7.clone()
说明：返回此ArrayList实例的浅表副本。
源码解释：
publicObjectclone(){
try{
//调用父类(翻看源码可见是Object类)的clone方法得到一个ArrayList副本
ArrayListv=(ArrayList)super.clone();
//调用Arrays类的copyOf，将ArrayList的elementData数组赋值给副本的elementData数组
v.elementData=Arrays.copyOf(elementData,size);
v.modCount=0;
//返回副本v
returnv;
}catch(CloneNotSupportedExceptione){
thrownewInternalError(e);
}
}
8.toArray()
说明：ArrayList实例转换为。
源码解释：直接调用Arrays类的copyOf。
publicObject[]toArray(){
returnArrays.copyOf(elementData,size);
}
9.toArray(T[]a)
说明：将ArrayList里面的元素赋值到一个数组中去
源码解释：如果a的长度小于ArrayList的长度，直接调用Arrays类的copyOf，返回一个比a数组长度要大的新数组，里面元素就是ArrayList里面的元素;如果a的长度比ArrayList的长度大，那么就调用System.arraycopy，将ArrayList的elementData数组赋值到a数组，然后把a数组的size位置赋值为空。
publicT[]toArray(T[]a){
if(a.length<size)
//Makeanewarrayofa'sruntimetype,butmycontents:
return(T[])Arrays.copyOf(elementData,size,a.getClass());
System.arraycopy(elementData,0,a,0,size);
if(a.length>size)
a[size]=null;
returna;
}
10.rangeCheck(intindex)
说明：测试index是否越界
源码解释：
privatevoidrangeCheck(intindex){
//如果下标超过ArrayList的数组长度
if(index>=size)
//抛出IndexOutOfBoundsException异常
thrownewIndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
11.get(intindex)
说明：获取index位置的元素
源码解释：先检查是否越界，然后返回ArrayList的elementData数组index位置的元素。
publicEget(intindex){
//检查是否越界
rangeCheck(index);
//返回ArrayList的elementData数组index位置的元素
returnelementData(index);
}
12.set(intindex,Eelement)
说明：设置index位置的元素值了element，返回该位置的之前的值
源码解释：
publicEset(intindex,Eelement){
//检查是否越界
rangeCheck(index);
//调用elementData(index)获取到当前位置的值
EoldValue=elementData(index);
//将element赋值到ArrayList的elementData数组的第index位置
elementData[index]=element;
returnoldValue;
}
13.ensureCapacityInternal(intminCapacity)
说明：得到最小扩容量
源码解释：
privatevoidensureCapacityInternal(intminCapacity){
if(elementData==DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA){
//获取默认的容量和传入参数的较大值
minCapacity=Math.max(DEFAULT_CAPACITY,minCapacity);
}
ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}
14.ensureExplicitCapacity(intminCapacity)
说明：判断是否需要扩容
源码解释：
privatevoidensureExplicitCapacity(intminCapacity){
modCount++;
//如果最小需要空间比elementData的内存空间要大，则需要扩容
if(minCapacity-elementData.length>0)
grow(minCapacity);
}
15.grow()方法
说明：帮助ArrayList动态扩容的核心方法
源码解释：
//MAX_VALUE为231-1，MAX_ARRAY_SIZE就是获取Java中int的最大限制，以防止越界
privatestaticfinalintMAX_ARRAY_SIZE=Integer.MAX_VALUE-8;
privatevoidgrow(intminCapacity){
//获取到ArrayList中elementData数组的内存空间长度
intoldCapacity=elementData.length;
//扩容至原来的1.5倍
intnewCapacity=oldCapacity+(oldCapacity>>1);
//再判断一下新数组的容量够不够，够了就直接使用这个长度创建新数组，
//不够就将数组长度设置为需要的长度
if(newCapacity-minCapacity<0)
newCapacity=minCapacity;
//判断有没超过最大限制
if(newCapacity-MAX_ARRAY_SIZE>0)
newCapacity=hugeCapacity(minCapacity);
//调用Arrays.copyOf方法将elementData数组指向新的内存空间时newCapacity的连续空间
//并将elementData的数据复制到新的内存空间
elementData=Arrays.copyOf(elementData,newCapacity);
}
16.add(Ee)
说明：添加元素e
源码解释：
publicbooleanadd(Ee){
//扩容
ensureCapacityInternal(size+1);
//将e赋值给elementData的size+1的位置。
elementData[size++]=e;
returntrue;
}
17.add(intindex,Eelement)
说明：在ArrayList的index位置，添加元素element
源码解释:
publicvoidadd(intindex,Eelement){
//判断index是否越界
rangeCheckForAdd(index);
//扩容
ensureCapacityInternal(size+1);
//将elementData从index位置开始，复制到elementData的index+1开始的连续空间
System.arraycopy(elementData,index,elementData,index+1,
size-index);
//在elementData的index位置赋值element
elementData[index]=element;
//ArrayList的大小加一
size++;
}
18.remove(intindex)
说明：在ArrayList的移除index位置的元素
源码解释：
publicEremove(intindex){
//判断是否越界
rangeCheck(index);
modCount++;
//读取旧值
EoldValue=elementData(index);
//获取index位置开始到最后一个位置的个数
intnumMoved=size-index-1;
if(numMoved>0)
//将elementData数组index+1位置开始拷贝到elementData从index开始的空间
System.arraycopy(elementData,index+1,elementData,index,
numMoved);
//使size-1，设置elementData的size位置为空，让GC来清理内存空间
elementData[--size]=null;//cleartoletGCdoitswork
returnoldValue;
}
19.remove(Objecto)
说明：在ArrayList的移除对象为O的元素，跟indexOf方法思想基本一致
源码解释：
publicbooleanremove(Objecto){
if(o==null){
for(intindex=0;index<size;index++)
if(elementData[index]==null){
fastRemove(index);
returntrue;
}
}else{
for(intindex=0;index<size;index++)
if(o.equals(elementData[index])){
fastRemove(index);
returntrue;
}
}
returnfalse;
}
20.clear()
说明：设置全部元素为null值，并设置size为0。
源码解释：可见clear操作并不是从空间内删除，只是设置为null值，等待垃圾回收机制来回收而已，把size设置为0，以便我们不会浏览到null值的内存空间。
publicvoidclear(){
modCount++;
//cleartoletGCdoitswork
for(inti=0;i<size;i++)
elementData[i]=null;
size=0;
}
21.addAll(Collectionc)
说明：将Collectionc的全部元素添加到ArrayList中
源码解释：
publicbooleanaddAll(Collectionc){
//将c转换为数组a
Object[]a=c.toArray();
//获取a占的内存空间长度赋值给numNew
intnumNew=a.length;
//扩容至size+numNew
ensureCapacityInternal(size+numNew);//IncrementsmodCount
//将a的第0位开始拷贝至elementData的size位开始，拷贝长度为numNew
System.arraycopy(a,0,elementData,size,numNew);
//将size增加numNew
size+=numNew;
//如果c为空，返回false，c不为空，返回true
returnnumNew!=0;
}
22.addAll(intindex,Collectionc)
说明：从第index位开始，将c全部拷贝到ArrayList
源码解释：
publicbooleanaddAll(intindex,Collectionc){
//判断index大于size或者是小于0,如果是，则抛出IndexOutOfBoundsException异常
rangeCheckForAdd(index);
//将c转换为数组a
Object[]a=c.toArray();
intnumNew=a.length;
//扩容至size+numNew
ensureCapacityInternal(size+numNew);//IncrementsmodCount
//获取需要添加的个数
intnumMoved=size-index;
if(numMoved>0)
System.arraycopy(elementData,index,elementData,index+numNew,
numMoved);
System.arraycopy(a,0,elementData,index,numNew);
size+=numNew;
returnnumNew!=0;
}
24.batchRemove(Collectionc,booleancomplement)
说明：根据complement值，将ArrayList中包含c中元素的元素删除或者保留
源码解释：
privatebooleanbatchRemove(Collectionc,booleancomplement){
finalObject[]elementData=this.elementData;
//定义一个w，一个r，两个同时右移
intr=0,w=0;
booleanmodified=false;
try{
//r先右移
for(;r<size;r++)
//如果c中不包含elementData[r]这个元素
if(c.contains(elementData[r])==complement)
//则直接将r位置的元素赋值给w位置的元素，w自增
elementData[w++]=elementData[r];
}finally{
//防止抛出异常导致上面r的右移过程没完成
if(r!=size){
//将r未右移完成的位置的元素赋值给w右边位置的元素
System.arraycopy(elementData,r,
elementData,w,
size-r);
//修改w值增加size-r
w+=size-r;
}
if(w!=size){
//如果有被覆盖掉的元素，则将w后面的元素都赋值为null
for(inti=w;i<size;i++)
elementData[i]=null;
modCount+=size-w;
//修改size为w
size=w;
modified=true;
}
}
returnmodified;
}
25.removeAll(Collectionc)
说明：ArrayList移除c中的所有元素
源码解释：
publicbooleanremoveAll(Collectionc){
//如果c为空，则抛出空指针异常
Objects.requireNonNull(c);
//调用batchRemove移除c中的元素
returnbatchRemove(c,false);
}
26.retainAll(Collectionc)
说明：和removeAll相反，仅保留c中所有的元素
源码解释：
publicbooleanretainAll(Collectionc){
Objects.requireNonNull(c);
//调用batchRemove保留c中的元素
returnbatchRemove(c,true);
}
27.iterator()
说明：返回一个Iterator对象，Itr为ArrayList的一个内部类，其实现了Iterator接口
publicIteratoriterator(){
returnnewItr();
}
28.listIterator()
说明：返回一个ListIterator对象，ListItr为ArrayList的一个内部类，其实现了ListIterator接口
源码解释：
publicListIteratorlistIterator(){
returnnewListItr(0);
}
29.listIterator(intindex)
说明：返回一个从index开始的ListIterator对象
源码解释：
publicListIteratorlistIterator(intindex){
if(index<0||index>size)
thrownewIndexOutOfBoundsException("Index:"+index);
returnnewListItr(index);
}
30.subList(intfromIndex,inttoIndex)
说明：根据两个参数，获取到一个子序列
源码解释：
publicListsubList(intfromIndex,inttoIndex){
//检查异常
subListRangeCheck(fromIndex,toIndex,size);
//调用SubList类的构造方法
returnnewSubList(this,0,fromIndex,toIndex);
}
五、内部类
(1)privateclassItrimplementsIterator
(2)privateclassListItrextendsItrimplementsListIterator
(3)privateclassSubListextendsAbstractListimplementsRandomAccess
(4)staticfinalclassArrayListSpliteratorimplementsSpliterator
ArrayList有四个内部类，
其中的Itr是实现了Iterator接口，同时重写了里面的hasNext()，next()，remove()等方法;
其中的ListItr继承Itr，实现了ListIterator接口，同时重写了hasPrevious()，nextIndex()，
previousIndex()，previous()，set(Ee)，add(Ee)等方法，所以这也可以看出了Iterator和ListIterator的区别，就是ListIterator在Iterator的基础上增加了添加对象，修改对象，逆向遍历等方法，这些是Iterator不能实现的。具体可以参考http://blog.csdn.net/a597926661/article/details/7679765。
其中的SubList继承AbstractList，实现了RandmAccess接口，类内部实现了对子序列的增删改查等方法，但它同时也充分利用了内部类的优点，就是共享ArrayList的全局变量，例如检查器变量modCount，数组elementData等，所以SubList进行的增删改查操作都是对ArrayList的数组进行的，并没有创建新的数组。
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