1. 默認數組大小爲10，在構造函數不傳入參數的時候使用默認大小
// ArrayList繼承了AbstractList，實現了RandomAccess、Cloneable和java.io.Serializable
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
{
// 默認數組大小
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
// 默認的空數組，初始化時不傳入初始化大小默認是一個空數組
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
// ArrayList的底層結構，本質上是一個數組
transient Object[] elementData;
// 初始化時不傳入初始化大小默認是一個空數組，默認大小爲10
public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
}
2. 可以使用另外一個集合，在構建ArrayList時作爲參數傳遞到構造函數中，來初始化ArrayList：
public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
elementData = c.toArray();
// 集合c大小不爲0
if ((size = elementData.length) != 0) {
// c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
if (elementData.getClass() != Object[].class)
// 調用數組的複製方法
elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
} else {
// replace with empty array.
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
}
}
3. ensureCapacity 判斷是否需要擴容，以保證數組能hold住minCapacity個元素
public void ensureCapacity(int minCapacity) {
int minExpand = (elementData != DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA)
// any size if not default element table 如果數組不是默認的數組（即{}），則爲0
? 0
// larger than default for default empty table. It's already
// supposed to be at default size.
// 如果數組等於默認數組，則爲DEFAULT_CAPACITY（值爲10）
: DEFAULT_CAPACITY;
// 判斷minCapacity是否大於需要擴容的最小值
if (minCapacity > minExpand) {
ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}
}
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
// the number of times this list has been structurally modified,
// Structural modifications are those that change the size of the list
modCount++;
// 如果設置的最小容量比真實的數組大小大，則調用grow擴容
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
/**
* Increases the capacity to ensure that it can hold at least the
* number of elements specified by the minimum capacity argument.
* 擴容以保證數組能夠放下minCapacity個元素
*
* @param minCapacity the desired minimum capacity
*/
private void grow(int minCapacity) {
// 原數組大小
int oldCapacity = elementData.length;
// 新數組大小，爲原大小的1.5倍
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
// 如果新數組的大小比設定的minCapacity小，則新數組大小設爲minCapacity
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
// 如果新數組的大小比默認最大數組大小（Integer.MAX_VALUE - 8）大，則調用hugeCapacity方法
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);
}
// 當newCapacity大於默認最大數組大小時調用
private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
if (minCapacity < 0) // overflow
throw new OutOfMemoryError();
// 如果要設定的最小容量比默認數組最大容量大，則新數組的大小設爲整數最大值，否則新數組的
// 大小設爲默認數組最大容量（Integer.MAX_VALUE - 8）
return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
Integer.MAX_VALUE :
MAX_ARRAY_SIZE;
}
4. 兩個簡單的獲取屬性的方法，直接通過屬性值得到
public int size() {
return size;
}
public boolean isEmpty() {
return size == 0;
}
5. contains，indexOf，lastIndexOf方法
public boolean contains(Object o) {
return indexOf(o) >= 0;
}
public int indexOf(Object o) {
// 如果要查的元素爲null，則遍歷數組找出元素爲null的下標，
if (o == null) {
for (int i = 0; i < size; i++)
if (elementData[i]==null)
return i;
// 否則同樣遍歷數組找出相同的元素的下標
} else {
for (int i = 0; i < size; i++)
if (o.equals(elementData[i]))
return i;
}
// 如果找不到直接返回-1
return -1;
}
// 查找邏輯與indexOf相同，只不過遍歷是從後向前開始
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;
}
6. clone方法，實際是返回了一個ArrayList實例的淺複製版本
public Object clone() {
try {
// 調用Object類中的clone方法，此方法爲natice方法
ArrayList<?> v = (ArrayList<?>) super.clone();
// 將數組及modCount賦值到v中
v.elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);
v.modCount = 0;
return v;
} catch (CloneNotSupportedException e) {
// this shouldn't happen, since we are Cloneable
throw new InternalError(e);
}
}
7. get，set方法
public E get(int index) {
// 對index進行範圍驗證，檢查index是否超出數組的下標範圍
rangeCheck(index);
return elementData(index);
}
public E set(int index, E element) {
// 同樣對index進行範圍驗證，檢查index是否超出數組的下標範圍
rangeCheck(index);
// 取出index下標位置的舊值
E oldValue = elementData(index);
// 將新值設置進index位置
elementData[index] = element;
// 返回舊值
return oldValue;
}
private void rangeCheck(int index) {
if (index >= size)
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
8. 兩個add方法
// 第一個add方法，直接添加元素，一般加在數組最後
public boolean add(E e) {
// 添加一個元素的操作，實際上數組要保證容量不少於當前size加1，如果不夠則要擴容
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
// 容量得到保證後，插入新值，並返回添加成功（true）
elementData[size++] = e;
return true;
}
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
// 內部調用了ensureExplicitCapacity方法，見下面
ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
}
// 上面已經介紹過，如果數組容量不夠則要擴容
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;
// overflow-conscious code
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
// 第二個add方法，指定新元素要插入的下標
public void add(int index, E element) {
// 保證index在數組有效範圍內
rangeCheckForAdd(index);
// 添加一個元素的操作，實際上數組要保證容量不少於當前size加1，如果不夠則要擴容
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
// 調用系統層級的native複製方法，將原數組index位置及之後的所有元素，複製到數組的index + 1
// 位置，需要執行復制的數組元素數量是size - index
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
size - index);
// 複製完成後，纔開始將新值插入，保證不會覆蓋到原有的index位置的元素
elementData[index] = element;
// 容量+1s
size++;
}
private void rangeCheckForAdd(int index) {
if (index > size || index < 0)
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
9. remove方法
// 通過下標刪除元素
public E remove(int index) {
// 對index進行範圍驗證，檢查index是否超出數組的下標範圍
rangeCheck(index);
modCount++;
E oldValue = elementData(index);
// 刪除元素時需要移動的元素個數
int numMoved = size - index - 1;
if (numMoved > 0)
// 調用系統層級的native複製方法，將原數組index + 1位置及之後的所有元素，複製到數組的index位置，需要執行復制的數組元素數量是size - index - 1
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
numMoved);
// 由於刪除了中間的元素，並且將之後的元素執行前移複製操作，數組最後一個位置置爲空
elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
return oldValue;
}
// 通過給定元素刪除數組中對應的元素，同樣需要遍歷數組判斷待刪除元素的下標
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;
}
// 此處邏輯與上面的remove的部分邏輯差不多，將index + 1及之後的元素移動到index位置，最後一個位置智空
private void fastRemove(int index) {
modCount++;
int numMoved = size - index - 1;
if (numMoved > 0)
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
numMoved);
elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
}
10. clear方法
public void clear() {
modCount++;
// 遍歷所有位置將所有位置置空，讓後面GC可以進行垃圾回收
for (int i = 0; i < size; i++)
elementData[i] = null;
// size置0
size = 0;
}
11. addAll方法
// 集合c添加到原數組的後面
public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
// 將集合c轉爲數組
Object[] a = c.toArray();
// 要添加的數組的長度
int numNew = a.length;
// 數組要保證容量不少於當前數組的size+要添加進入的數組的長度numNew，如果不夠則要擴容
ensureCapacityInternal(size + numNew); // Increments modCount
// 系統層級的native方法，將數組a複製到原數組的後面
// a：源數組，0：源數組的開始位置，elementData：目標數組，size：目標數組的開始位置，numNew：需要進行復制的數組元素的長度
System.arraycopy(a, 0, elementData, size, numNew);
size += numNew;
return numNew != 0;
}
// 集合c添加到源數組指定的index位置
public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
// 保證index在數組有效範圍內
rangeCheckForAdd(index);
Object[] a = c.toArray();
int numNew = a.length;
ensureCapacityInternal(size + numNew); // Increments modCount
int numMoved = size - index;
if (numMoved > 0)
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + numNew,
numMoved);
System.arraycopy(a, 0, elementData, index, numNew);
size += numNew;
return numNew != 0;
}
12. removeRange方法
// 移除某個範圍內的元素
protected void removeRange(int fromIndex, int toIndex) {
modCount++;
// 移除元素範圍爲[fromIndex, toIndex]，因此要向前移動的元素個數爲size - toIndex
int numMoved = size - toIndex;
// 將toIndex位置之後的元素向前移動到toIndex處，完成remove操作
System.arraycopy(elementData, toIndex, elementData, fromIndex,
numMoved);
// 將後面沒有用的位置置空，方便GC垃圾回收
int newSize = size - (toIndex-fromIndex);
for (int i = newSize; i < size; i++) {
elementData[i] = null;
}
size = newSize;
}
13. removeAll方法
public boolean removeAll(Collection<?> c) {
// 調用了Object.java裏面的方法，判斷集合是否爲空，空的話判處空指針異常
Objects.requireNonNull(c);
return batchRemove(c, false);
}
// Object.java裏面的方法
public static <T> T requireNonNull(T obj) {
if (obj == null)
throw new NullPointerException();
return obj;
}
private boolean batchRemove(Collection<?> c, boolean complement) {
final Object[] elementData = this.elementData;
int r = 0, w = 0;
boolean modified = false;
try {
for (; r < size; r++)
if (c.contains(elementData[r]) == complement)
elementData[w++] = elementData[r];
} finally {
// c.contains()方法報異常，將剩下的元素賦值給elementData
if (r != size) {
System.arraycopy(elementData, r,
elementData, w,
size - r);
w += size - r;
}
// 1. 如果w爲0，實際上集合c的元素與elementData的元素完全相同，效果類似clear，全爲null
// 2. 如果w不爲0且小於size，表示elementData含有部分/全部集合c的元素，因爲上面try中
// 的for循環已經將非相交元素前移，所以只需要將w位置之後的元素置空即可
if (w != size) {
// clear to let GC do its work
for (int i = w; i < size; i++)
elementData[i] = null;
// 修改的次數
modCount += size - w;
// 最後elementData的大小
size = w;
// 表示完成了修改，返回true
modified = true;
}
}
return modified;
}