源码中的简介:
List接口的可调整数组实现。实现所有可选列表操作,并允许所有元素,包括null。除了实现List接口之外,这个类还提供了一些方法来操作内部用于存储列表的数组的大小。(这个类大致相当于Vector,只是它是不同步的。)size、isEmpty、get、set、iterator和listiterator操作在常量时间内运行。添加操作在平摊常数时间内运行,即添加n个元素需要O(n)时间。所有其他操作都在线性时间内运行(粗略地说)。与LinkedList实现相比,常数因子较低。每个ArrayList实例都有一个容量。容量是用于存储列表中元素的数组的大小。它总是至少和列表大小一样大。
当元素被添加到ArrayList中时,它的容量会自动增长。除了添加一个元素具有恒定的平摊时间成本这一事实之外,没有指定增长策略的细节。应用程序可以在添加大量元素之前使用ensureCapacity操作来增加ArrayList实例的容量。这可能会减少增量再分配的数量。注意,这个实现是不同步的。
如果多个线程同时访问一个ArrayList实例,并且至少有一个线程在结构上修改了该列表,则必须在外部进行同步。(结构修改是任何添加或删除一个或多个元素的操作,或者显式地调整后台数组的大小;仅仅设置元素的值并不是对结构的修改。)这通常是通过对一些自然封装列表的对象进行同步来完成的。如果不存在这样的对象,则应该使用集合“包装”列表。synchronizedList方法。这最好在创建时完成,以防止对列表的意外非同步访问:list list = Collections。synchronizedList(新ArrayList(…));
这个类的iterator和listtiterator方法返回的迭代器是快速失败的:如果在迭代器创建后的任何时间,以除通过迭代器自己的remove或add方法之外的任何方式修改列表,迭代器将抛出ConcurrentModificationException。因此,在面对并发修改时,迭代器会快速而干净地失败,而不是在未来不确定的时间冒任意的、不确定的行为的风险。请注意,不能保证迭代器的快速故障行为,因为一般来说,在存在非同步并发修改的情况下不可能做出任何硬保证。快速失败迭代器在尽最大努力的基础上抛出ConcurrentModificationException。因此,编写依赖于此异常的程序以确保其正确性是错误的:迭代器的快速失败行为应该仅用于检测错误。
继承与实现
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable{
}
ArrayList
的底层是数组队列,相当于动态数组。与 Java 中的数组相比,它的容量能动态增长。在添加大量元素前,应用程序可以使用ensureCapacity
操作来增加 ArrayList
实例的容量。这可以减少递增式再分配的数量。
ArrayList
继承于 AbstractList
,实现了 List
, RandomAccess
, Cloneable
, java.io.Serializable
这些接口。
List
: 表明它是一个列表,支持添加、删除、查找等操作,并且可以通过下标进行访问。
-
RandomAccess
:这是一个标志接口,表明实现这个接口的List
集合是支持 快速随机访问 的。在ArrayList
中,我们即可以通过元素的序号快速获取元素对象,这就是快速随机访问。 -
Cloneable
:表明它具有拷贝能力,可以进行深拷贝或浅拷贝操作。 -
Serializable
: 表明它可以进行序列化操作,也就是可以将对象转换为字节流进行持久化存储或网络传输,非常方便。
ArrayList 类图
ArrayList 和 Vector 的区别?(了解即可)
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ArrayList
是List
的主要实现类,底层使用Object[]
存储,适用于频繁的查找工作,线程不安全 。 -
Vector
是List
的古老实现类,底层使用Object[]
存储,线程安全。
Arraylist 与 LinkedList 区别?
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是否保证线程安全:
ArrayList
和LinkedList
都是不同步的,也就是不保证线程安全; -
底层数据结构:
ArrayList
底层使用的是Object
数组;LinkedList
底层使用的是 双向链表 数据结构(JDK1.6 之前为循环链表,JDK1.7 取消了循环。注意双向链表和双向循环链表的区别,下面有介绍到!) -
插入和删除是否受元素位置的影响:
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ArrayList
采用数组存储,所以插入和删除元素的时间复杂度受元素位置的影响。 比如:执行add(E e)
方法的时候,ArrayList
会默认在将指定的元素追加到此列表的末尾,这种情况时间复杂度就是 O(1)。但是如果要在指定位置 i 插入和删除元素的话(add(int index, E element)
),时间复杂度就为 O(n)。因为在进行上述操作的时候集合中第 i 和第 i 个元素之后的(n-i)个元素都要执行向后位/向前移一位的操作。 -
LinkedList
采用链表存储,所以在头尾插入或者删除元素不受元素位置的影响(add(E e)
、addFirst(E e)
、addLast(E e)
、removeFirst()
、removeLast()
),时间复杂度为 O(1),如果是要在指定位置i
插入和删除元素的话(add(int index, E element)
,remove(Object o)
,remove(int index)
), 时间复杂度为 O(n) ,因为需要先移动到指定位置再插入和删除。
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-
是否支持快速随机访问:
LinkedList
不支持高效的随机元素访问,而ArrayList
(实现了RandomAccess
接口) 支持。快速随机访问就是通过元素的序号快速获取元素对象(对应于get(int index)
方法)。 -
内存空间占用:
ArrayList
的空间浪费主要体现在在 list 列表的结尾会预留一定的容量空间,而 LinkedList 的空间花费则体现在它的每一个元素都需要消耗比 ArrayList 更多的空间(因为要存放直接后继和直接前驱以及数据)。
ArrayList扩容(重点)
当我们初始化数组的时候,可以指定初始容量,如果没有选择传入值去初始化容量时,默认容量是10,当我们在不断使用add()方法添加新数据时,如果超过十这个容量时,就会触发扩容机制,在这个时候,我们回去获取当前的容量大小,将其值进行右移一位(实际上对于正数而言就是除以2)在加上原来的容量大小,此时相较于旧容量增长了1.5倍,将这个容量作为新object数组,使用Arrays类中的copyOf()方法将我们的旧数组到新数组中去。
/**
* ArrayList扩容的核心方法。
*/
private void grow(int minCapacity) {
// oldCapacity为旧容量,newCapacity为新容量
int oldCapacity = elementData.length;
//将oldCapacity 右移一位,其效果相当于oldCapacity /2,
//我们知道位运算的速度远远快于整除运算,整句运算式的结果就是将新容量更新为旧容量的1.5倍,
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
//然后检查新容量是否大于最小需要容量,若还是小于最小需要容量,那么就把最小需要容量当作数组的新容量,
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
//再检查新容量是否超出了ArrayList所定义的最大容量,
//若超出了,则调用hugeCapacity()来比较minCapacity和 MAX_ARRAY_SIZE,
//如果minCapacity大于MAX_ARRAY_SIZE,则新容量则为Integer.MAX_VALUE,否则,新容量大小则为 MAX_ARRAY_SIZE。
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);
}
arraylist中的克隆默认为浅克隆,如何深克隆?
// 使用流克隆ArrayList
ArrayList<Dog> clonedList = dogs.stream() .map(Dog::clone).collect(Collectors.toList());