陌兮大魔王帶你深入 學習ArrayList（一）

前引

ArrayList的重要性就不言而喻了，在此鄙人就不多說了。本文適合新手閱讀，如果是大神來訪，還望能夠幫忙發現小子知識不足之處，不甚感激。

ArrayList是什麼？

ArrayList是什麼？不就是容器嗎，裝個東西而已！如果你是這樣回答的，那問：它底層到底是什麼？你又如何作答？其實這時候，我們就因該深入其源碼來學習了。一看到源碼啊，許多新手肯定都是拒絕的。不外乎兩種原因：1、代碼看不懂，2、註釋比代碼更看不懂。所以，鄙人希望，我能給大家獻點薄力，爲大家的知識體系添磚蓋瓦。

ArrayList（JDK1.6）源碼：

其實很多源碼都不難.而ArrayList的源碼同樣如此。現在就讓我們走進ArrayList的源碼世界（篇幅有限，挑一些常用的來說）：

進入ArrayList的源碼中，首先看到的是這樣一段代碼

private transient Object[] elementData;

private int size;

protected transient int modCount = 0;(來之父類AbstractList，ArrayList不存在)

這個elementData就是用來存放數據的object數組。size是數組的大長度，代表的是ArrayList的所存貯的數據的容量。modCount用來記錄容器被改變的次數（對理解沒什麼用，後文不再解釋這個變量）。

然後我們看到的是ArrayList的構造器

    public ArrayList(int initialCapacity) {
	super();
        if (initialCapacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                               initialCapacity);
	this.elementData = new Object[initialCapacity];
    }

    public ArrayList() {
	this(10);
    }

這段代碼是初始化ArrayList用的。從中我們可以看出，實例ArrayList有兩種方法，而我們不一般不帶參數的時候，ArrayList默認的大小是10.即產生一個容量爲10的elementData的object數組。

下一段代碼

    public void ensureCapacity(int minCapacity) {
	modCount++;
	int oldCapacity = elementData.length;
	if (minCapacity > oldCapacity) {
	    Object oldData[] = elementData;
	    int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1;
    	    if (newCapacity < minCapacity)
		newCapacity = minCapacity;
            // minCapacity is usually close to size, so this is a win:
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
	}
    }

這一段是爲了確保數組可以存放下不停增多的數據，而專門設計的增加數組的長度的方法。
從中 可以看出實現思路是：當需要存放數據到elementData數組中去的時候，會傳入minCapcity（表示該數組應存入的總數據量），如果minCapcity大於現在的數組的長度，就產生一個新的數組，容量爲以前的1.5倍+1，如果仍然小於，就直接將容量設置爲minCapcity。然後再將之前存放在原數組的數據複製到新的數組中去，就實現了整個數組的擴容！

看完前置準備的各種方法之後，可以看操作的方法了：

size():

    public int size() {
	return size;
    }

size就是elementData的長度。

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

返回size==0的判斷結果
indexOf(Object o)：

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

傳入一個對象，返回其索引。 可以看出這個方法只是將傳入的對象和elementData中的每個元素進行比較，然後再返回其數組下標號。找不到的話，就返回-1。contains(Object o)也只是調用了這個方法而已。

lastIndexOf(Object o)：

    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;
    }

可以看見lastIndexOf方法和indexOf是如此的相似，只是將遍歷方向改變了一下就又多了一個方法，哈哈！

get(index):

    public E get(int index) {
	RangeCheck(index);

	return (E) elementData[index];
    }

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

set(index,object)

    public E set(int index, E element) {
	RangeCheck(index);


	E oldValue = (E) elementData[index];
	elementData[index] = element;
	return oldValue;
    }

可以發現很多操作都只是在操作數組而已！畢竟ArrayList就是數組。
add(o):

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

add方法也是如此，只是此處需要判斷是否要擴容
add(index,object):

    public void add(int index, E element) {
	if (index > size || index < 0)
	    throw new IndexOutOfBoundsException(
		"Index: "+index+", Size: "+size);

	ensureCapacity(size+1);  // Increments modCount!!
	System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
			 size - index);
	elementData[index] = element;
	size++;
    }

在某個位置插入一個對象，這段代碼難得也就這就話：System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, size - index); 其實這句好的意思是：將elementData從其第index和後面的元素，複製到elementData的第index+1和之後的位置，共複製size-index個元素，這樣就是實現了將第index爲元素騰空，讓外界傳進來的object佔據這個寶座。這也是前面擴容的時候使用的是size+1而不是size的原因（確保數組複製時弄的size+1不會越界）

remove(index):

    public E remove(int index) {
	RangeCheck(index);

	modCount++;
	E oldValue = (E) elementData[index];

	int numMoved = size - index - 1;
	if (numMoved > 0)
	    System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
			     numMoved);
	elementData[--size] = null; // Let gc do its work

	return oldValue;
    }

可以發現和add是差不多的，而且還不許要考慮擴容的問題。同樣的remove(object)相比起來，就多了一個判斷該對象的index在哪，然後直接調用這個方法就行了。

總結：

看到這裏，想必大家對ArrayList也算有一個清晰地認知了。同時也明白了源碼並不是很難，而且觀看源碼可以很好地加深我們對知識的理解，理解到底層。這樣的學習會讓我們的知識變得更加牢靠！由於今天實在是太晚了，所以沒有貼上自定義實現的MyArrayList的代碼（還沒有寫），所以今天只能告一段落了，若是大家還覺得不過癮，想對容器有進一步的加深的慾望，希望能夠繼續觀看我的博文。以後的文章我會逐一地對LinkedList，Map，Set，Tree等容器進行源碼的解析，還希望大家能夠多多支持，謝謝大家！

如果有什麼問題，還希望能夠一起討論，若是有什麼不足之處，請一定要告訴我，謝謝