手寫ArrayList集合

最近仔細的研究了下集合框架的原始碼，並完全手寫下來，這裡將每一步的進展記錄下來，歡迎指點。

arraylist的構造器，分別為無參構造器、傳入初始大小的有參構造器、傳入乙個集合型別的有參構造器，這裡只介紹前面兩種常用的構造器。

無參構造器:

arraylist的底層實際就是使用陣列來實現的，我們建立乙個陣列，用於之後對arraylist的操作。

//arraylist底層就是用object陣列實現的
private object elementdata;

建立乙個空的object陣列，用於無參構造器使用

//宣告乙個空的陣列，用於空構造器的初始化
private static final object defaultcapacity_empty_elementdata = {};

宣告無參構造器時，沒有指定大小，在add方法時，才進行了初始化容量，這裡直接將空陣列的位址，賦給之後需要運算元組即可。

//未指定初始容量大小的構造器
public exarraylist()

帶初始化的有參構造器:

這裡需要判斷傳入值的乙個正確性，注意這裡之所以將initialcapacity等於0的邏輯單獨抽出來，而沒有new object的原因是，這樣做會導致add方法的判斷錯誤，所以直接等於我們建立的空陣列的位址。

//指定初始容量大小的構造器
public exarraylist(int initialcapacity)  else if (initialcapacity == 0)  else 
}

新增方法作為我們最常用的乙個方法，其實內部原理非常簡單，但設計的非常巧妙，這裡介紹四個新增方法，add(e e)、add(int index,object element)、addall(collection c)、add(int index,collection c)

add(e e)：

所有的新增方法在新增前，都需要判斷當前的乙個容量大小是否足夠，即陣列在宣告時，大小都是固定了的，新增乙個元素，就需要判斷容量是否足夠，如果不夠就進行乙個擴容，然後在新增元素。

傳入的引數表示擴容的乙個最小大小，即當前使用大小加一。

public boolean add(e e)

size是記錄當前陣列實際使用的大小，即陣列裡有多少資料，新增乙個元素會加一，刪除則會減一。

//記錄當前陣列實際使用大小
private int size;

這裡就可以知道，當時帶初始化的有參構造器在判斷時，為什麼將等於0的邏輯分離出來了，如果當時是直接new object,下面的if條件就不滿足了，最小容量就還是1，影響之後的乙個擴容。

/**
* @param mincapacity 最小擴容大小(即當前實際使用容量大小+1)
*/private void ensurecapacityinternal(int mincapacity) 
ensureexplicitcapacity(mincapacity);
}

在新增元素的時候，如果elementdata還是乙個空陣列，之後就會將其擴容為大小為10的陣列。

//預設的初始容量大小
private static final int default_capacity = 10;

這個方法就是在判斷是否需要進行擴容，如果你傳入的最小擴容量是大於當前陣列的長度時，就需要進行擴容。

private void ensureexplicitcapacity(int mincapacity)

modcount 引數是用於記錄修改的次數，主要是用於使用迭代器進行迴圈輸出時，如果你在迴圈中，對arraylist進行新增或刪除的操作時，會導致modcount的迴圈前和迴圈後的值不一致，然後丟擲乙個併發異常的錯。

//修改次數，防止併發修改
protected transient int modcount = 0;

擴容的策略預設是為之前大小的1.5倍， arrays.copyof是將elementdata的大小變為newcapacity，並且保留elementdata裡的資料。

//擴容
private void grow(int mincapacity) 
if (newcapacity - max_array_size > 0)
newcapacity = hugecapacity(mincapacity);
//將陣列的大小變為newcapacity,值依舊存在
elementdata = arrays.copyof(elementdata, newcapacity);
}

max_array_size 陣列允許的最大容量

//陣列允許的最大容量(減8的原因是因為陣列需要8個bytes去儲存自己的大小)
private static final int max_array_size = integer.max_value - 8;

一系列操作完畢後，就將物件新增到陣列中去，並且size加一。

add(int index, object element):

指定下標插入物件

public void add(int index, object element)

大致的思路和直接新增乙個物件一樣，只不過需要判斷下標值的準確性

private void rangecheckforadd(int index)

之後判斷是否需要擴容，然後將你指定的下標後的元素,全部向後複製,為之後插入的值騰位置，並且保持其餘元素值不變

arraycopye方法:

//① 源陣列 ② 源陣列開始複製的下標 ③ 複製後目標陣列 //④ 目標陣列開始複製的下標 ⑤ 源陣列需要複製的長度 system.arraycopy(elementdata, index, elementdata, index + 1,

size - index);

之後在將指定下標的元素，替換為需要插入的元素，實際使用的陣列大小加一即可。

addall(collection c)

將傳入的集合裡的元素，都新增到elementdata陣列中，修改實際使用大小，完成新增

首先將該集合轉為陣列，獲取該陣列的長度，然後按照慣例判斷當前陣列的容量是否足夠，這裡傳入的最小容量的引數就不是size+1,而是size+需要插入的元素個數，然後使用arraycopy方法將元素都複製到elementdata中去，之後修改實際使用大小。

public boolean addall(collection c)

addall(int index, collection c):

在指定下標中，插入乙個集合的元素，其實這個方法等於就是前面兩個方法的結合體了

和前乙個方法比，多了兩步，乙個是判斷需要插入的集合，是否可以直接在當前陣列的尾巴後面插入，如果是直接在尾部新增元素，即直接複製元素即可，如果是在中間插入元素的話，就需要將源陣列的中間的元素給向後複製需要新增的元素的個數字，然後在覆蓋元素。

public boolean addall(int index, collection c) 
//5.將傳入的集合中所有的元素，複製到elementdata中
system.arraycopy(a, 0, elementdata, index, numnew);
//6.修改實際使用長度
size = size + numnew;
return numnew != 0;
}

刪除方法的話，在原始碼中也是有兩種形式，乙個是根據下標刪除，乙個是根據物件刪除，後面的方面過於呆板，不進行解釋了。

elementdata(int index):

獲取值，即根據對應的下標返回對應的元素

private e elementdata(int index)

remove(int index):

我們可以發現，在對陣列的操作時，尤其是增刪對中間元素操作時，都是需要移動元素，來騰出位置或直接覆蓋某個元素，來達到目標的，這也就是為什麼陣列比鍊錶的增刪操作慢的乙個原因，並且陣列在宣告時就需要申請一段連續的空間記憶體來存值，申請的空間過大之後又可能會造成浪費，而過小的話動不動就需要擴容。

public e remove(int index) 
//5.將最後乙個元素置為null
elementdata[--size] = null;
return oldvalue;
}

之後會介紹linkedlist的原始碼，可以發現兩者的優缺點。

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