ArrayList深入分析

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基本方法

使用由 toString()​ 方法提供的默认的转换显示类集的内容,toString()​ 方法是从 AbstractCollection()​ 继承下来的。对于例子来说足够,但是通常情况下会重写此方法。文章源自浅海拾贝-https://blog.terwergreen.com/arraylist-in-depth-analysis-z18oerm.html

 public class ArrayListTest1 {
   public static void main(String[] args) {
     ArrayList arrayList = new ArrayList();
     arrayList.add("hello");
     arrayList.add("world");
     arrayList.add("world");
     arrayList.add("welcome");
 ​
     String s1 = (String) arrayList.get(0);
     String s2 = (String) arrayList.get(1);
     String s3 = (String) arrayList.get(2);
     String s4 = (String) arrayList.get(3);
 ​
     System.out.println(s1);
     System.out.println(s2);
     System.out.println(s3);
     System.out.println(s4);
 ​
     System.out.println("-------------");
     for (int i = 0; i < arrayList.size(); i++) {
       System.out.println(arrayList.get(i));
     }
 ​
     // arrayList.clear();
     // System.out.println(arrayList.size());
     // System.out.println(arrayList.isEmpty());
 ​
     arrayList.remove(0);
 ​
     System.out.println("-------------");
     for (int i = 0; i < arrayList.size(); i++) {
       System.out.println(arrayList.get(i));
     }
 ​
     arrayList.remove("welcome");
     System.out.println("-------------");
     for (int i = 0; i < arrayList.size(); i++) {
       System.out.println(arrayList.get(i));
     }
 ​
     System.out.println("-----------------");
 ​
     arrayList.add("aaa");
     arrayList.add("bbb");
 ​
     System.out.println(arrayList.indexOf("world"));
     System.out.println(arrayList.lastIndexOf("world"));
     System.out.println(arrayList.indexOf("aaa"));
   }
 }

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 hello
 world
 world
 welcome
 -------------
 hello
 world
 world
 welcome
 -------------
 world
 world
 welcome
 -------------
 world
 world
 -----------------
 0
 1
 2

包装类与原生数据类型测试

 public class ArrayListTest2 {
   public static void main(String[] args) {
     ArrayList list = new ArrayList();
     list.add("hello");
     list.add(new Integer(2));
   
     String str = (String)list.get(0);
     Integer in = (Integer)list.get(1);
     // String str2 = (String)list.get(1);
   
     System.out.println(str);
     System.out.println(in.intValue());
     // System.err.println(str2);
   }
 ​
 }

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 hello
 2

包装类型的遍历与操作

 public class ArrayListTest3 {
 ​
   public static void main(String[] args) {
     ArrayList list = new ArrayList();
 ​
     list.add(new Integer(3));
     list.add(new Integer(4));
     list.add(new Integer(5));
     list.add(new Integer(6));
 ​
     int sum = 0;
     for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
       Integer item = (Integer) list.get(i);
       sum += item.intValue();
     }
 ​
     System.out.println(sum);
   }
 }

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 18

从数组列表(ArrayList)获得数组(Array)

  • 当使用 ArrayList 时,有事想要获得一个实际的数组,这个数组包含了列表的内容。可以通过调用 toArray()​ 来实现它。

    下面是几个为什么可能想讲类集转换成为数组的原因:文章源自浅海拾贝-https://blog.terwergreen.com/arraylist-in-depth-analysis-z18oerm.html

    • 对于特定的操作,可以获得更快的处理时间
    • 为了给方法传递数组,而方法不必重载去接收类集
    • 为了将新的基于类集的程序与不认识类集的老程序集成
  • Arrays.asList()

    返回一个受指定数组支持的固定大小的列表。(对返回列表的更改会 “直写” 到数组)。此方法同 Collection.toArray()​ 一起,充当了基于数组的 API 与基于 Collection 额 API 之间的桥梁文章源自浅海拾贝-https://blog.terwergreen.com/arraylist-in-depth-analysis-z18oerm.html

 public class ArrayListTest4 {
 ​
   public static void main(String[] args) {
     ArrayList list = new ArrayList();
 ​
     list.add(new Integer(1));
     list.add(new Integer(2));
     list.add(new Integer(3));
     list.add(new Integer(4));
     list.add(new Integer(5));
     list.add(new Integer(6));
 ​
     /**
      * 不能将Object[]转换为Integer[]
      */
 ​
     // 这个地方会报错,类型转换异常
     // Integer[] in = (Integer[]) list.toArray();
     // for (int i = 0; i < in.length; i++) {
     // Integer integer = in[i];
     // System.out.println(integer.intValue());
     // }
 ​
     Object[] in = list.toArray();
     for (int i = 0; i < in.length; i++) {
       Integer integer = (Integer) in[i];
       System.out.println(integer.intValue());
     }
   }
 ​
 }

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 1
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ArrayList 操作自定义对象

 public class ArrayListTest5 {
 ​
   public static void main(String[] args) {
     ArrayList list = new ArrayList();
     list.add(new Point(2, 3));
     list.add(new Point(2, 2));
     list.add(list);
     list.add(new Point(4, 4));
 ​
 ​
     // for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
     //  System.out.println((Point) list.get(i));
     // }
   
     System.out.println(list.toString());
   }
 ​
 }
 ​
 class Point {
   int x;
   int y;
 ​
   public Point(int x, int y) {
     this.x = x;
     this.y = y;
   }
 ​
   public String toString() {
     return "x=" + this.x + ",y=" + this.y;
   }
 ​
 }

结果文章源自浅海拾贝-https://blog.terwergreen.com/arraylist-in-depth-analysis-z18oerm.html

 [x=2,y=3, x=2,y=2, (this Collection), x=4,y=4]

需要注意的几点

  1. 集合中存放的依然是对象的引用而不是对象本身。
  2. ArrayList 底层使用数组实现,在 JDK1.6,当使用不带参数的构造方法生成 ArrayList 对象时,实际上会在底层生成一个长度为 10 的 Object 类型数组。
     /**
     * Constructs an empty list with an initial capacity of ten.
     */
     public ArrayList() {
         this(10);
     }
    

    注意:从 Java7 开始,已经不是在构造方法初始化为 10,而是在 add 方法检测,然后调用 grow 方法初始化为 10。Java7-Java17 都改变了这个策略。文章源自浅海拾贝-https://blog.terwergreen.com/arraylist-in-depth-analysis-z18oerm.html

    Java17 沿用了这一策略。不是在初始化里面初始化的 10,而是在 add 的时候检测到不够才初始化的 10。Java17 源码分析如下:文章源自浅海拾贝-https://blog.terwergreen.com/arraylist-in-depth-analysis-z18oerm.html

     private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
     private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
     ​
     public ArrayList() {
         this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
     }
     ​
     public boolean add(E e) {
         modCount++;
         add(e, elementData, size);
         return true;
     }
     ​
     private void add(E e, Object[] elementData, int s) {
         if (s == elementData.length)
             elementData = grow();
         elementData
    展开收缩
    = e;      size = s + 1;  }  ​  private Object[] grow() {      return grow(size + 1);  }  ​  private Object[] grow(int minCapacity) {      int oldCapacity = elementData.length;      if (oldCapacity > 0 || elementData != DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {          int newCapacity = ArraysSupport.newLength(oldCapacity,        minCapacity - oldCapacity, /* minimum growth */              oldCapacity >> 1           /* preferred growth */);   return elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);     } else {          return elementData = new Object[Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity)];     }  }
  3. add​​ 方法剖析
    在 JDK1.6 中,如果增加的元素个数超过了 10 个,那么 ArrayList 底层会生成一个数组,长度为原来数组的 ****1.5倍+1 ,然后将原数组的内容复制到新数据当中,并且后续增加的内容会方法哦新数组当中。JDK7 以后该规则有所变化,长度是原来数组的 1.5倍 。当新数组无法容纳增加的元素时,重复该过程。文章源自浅海拾贝-https://blog.terwergreen.com/arraylist-in-depth-analysis-z18oerm.html
     public boolean add(E e) {
         ensureCapacity(size + 1);  // Increments modCount!!
         elementData[size++] = e;
         return true;
     }
    

    不够扩展 1.5 倍文章源自浅海拾贝-https://blog.terwergreen.com/arraylist-in-depth-analysis-z18oerm.html

     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);
       }
     }
    

    ArrayList深入分析文章源自浅海拾贝-https://blog.terwergreen.com/arraylist-in-depth-analysis-z18oerm.html

    注意:Java7 以后增长的方式更加优雅,是用 位运算 计算的,效率更高。文章源自浅海拾贝-https://blog.terwergreen.com/arraylist-in-depth-analysis-z18oerm.html

    https://stackoverflow.com/a/52355461/4037224文章源自浅海拾贝-https://blog.terwergreen.com/arraylist-in-depth-analysis-z18oerm.html

    例如,Java17 的实现如下:文章源自浅海拾贝-https://blog.terwergreen.com/arraylist-in-depth-analysis-z18oerm.html

     private Object[] grow(int minCapacity) {
       int oldCapacity = elementData.length;
       if (oldCapacity > 0 || elementData != DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
         int newCapacity = ArraysSupport.newLength(oldCapacity,
             minCapacity - oldCapacity, /* minimum growth */
             oldCapacity >> 1           /* preferred growth */);
         return elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
       } else {
         return elementData = new Object[Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity)];
       }
     }
    

    在线版代码查看:https://github.dev/openjdk/jdk/blob/jdk-17+35/src/java.base/share/classes/java/util/ArrayList.java#L234文章源自浅海拾贝-https://blog.terwergreen.com/arraylist-in-depth-analysis-z18oerm.html

    ArrayList深入分析文章源自浅海拾贝-https://blog.terwergreen.com/arraylist-in-depth-analysis-z18oerm.html

  4. 对于 ArrayList 元素的删除操作,需要将被删除元素的后续元素向前移动,代价较高。
  5. 集合当中只能防止对象的引用,无法放置原生数据类型,在 JDK1.5 以前,我们需要使用原生数据类型的包装类才能加入到集合当中。
  6. 集合当中放置的都是 Object 类型, 因此取出来的也是 Object 类型,因此必须要使用强制类型转换将其转换为真正的类型(放置进去的类型)。

生成 javadoc

eclipse 点击 project->Generate javadoc文章源自浅海拾贝-https://blog.terwergreen.com/arraylist-in-depth-analysis-z18oerm.html

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解决Eclipse生成的注释文档中文乱码问题文章源自浅海拾贝-https://blog.terwergreen.com/arraylist-in-depth-analysis-z18oerm.html

给 javadoc.exe 加上编码参数就 OK。文章源自浅海拾贝-https://blog.terwergreen.com/arraylist-in-depth-analysis-z18oerm.html

具体的:文章源自浅海拾贝-https://blog.terwergreen.com/arraylist-in-depth-analysis-z18oerm.html

**在 Eclipse 里 export 选 JavaDoc,在向导的最后一页的 **Extra JavaDoc Options​​ 里填上参数即可。文章源自浅海拾贝-https://blog.terwergreen.com/arraylist-in-depth-analysis-z18oerm.html

比如项目采用的是 UTF-8 的编码就填:-encoding UTF-8 -charset UTF-8​​文章源自浅海拾贝-https://blog.terwergreen.com/arraylist-in-depth-analysis-z18oerm.html

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效果文章源自浅海拾贝-https://blog.terwergreen.com/arraylist-in-depth-analysis-z18oerm.html

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