Java コレクションフレームワーク ArrayList ソースコードの詳細な分析 (写真)-＆＃＆チュートリアル-php.cn

Java コレクションフレームワーク ArrayList ソースコードの詳細な分析 (写真)

黄舟

リリース： 2017-03-28 10:55:14

オリジナル

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全体紹介

Array Listは、シーケンシャルコンテナであるListインターフェースを実装します。つまり、要素に格納されるデータは、要素に格納される順序と同じであり、null 要素を配置することができます。最下層は配列によって実装されます。このクラスは同期を実装していないことを除けば、その他は null元素，底层通过数组实现。除该类未实现同步外，其余跟Vector大致相同。每个ArrayList都有一个容量（capacity），表示底层数组的实际大小，容器内存储元素的个数不能多于当前容量。当向容器中添加元素时，如果容量不足，容器会自动增大底层数组的大小。前面已经提过，Java泛型只是编译器提供的语法糖，所以这里的数组是一个Object数组，以便能够容纳任何类型的对象。

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size(), isEmpty(), get(), set()方法均能在常数时间内完成，add()方法的时间开销跟插入位置有关，addAll()方法的时间开销跟添加元素的个数成正比。其余方法大都是线性时间。

为追求效率，ArrayList没有实现同步（synchronized），如果需要多个线程并发访问，用户可以手动同步，也可使用Vector替代。

方法剖析

set()

既然底层是一个数组ArrayList的set()方法也就变得非常简单，直接对数组的指定位置赋值即可。

public E set(int index, E element) {
    rangeCheck(index);//下标越界检查
    E oldValue = elementData(index);
    elementData[index] = element;//赋值到指定位置，复制的仅仅是引用
    return oldValue;
}

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get()

get()方法同样很简单，唯一要注意的是由于底层数组是Object[]，得到元素后需要进行类型转换。

public E get(int index) {
    rangeCheck(index);
    return (E) elementData[index];//注意类型转换
}

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add()

跟C++ 的vector不同，ArrayList没有bush_back()方法，对应的方法是add(E e)，ArrayList也没有insert()方法，对应的方法是add(int index, E e)。这两个方法都是向容器中添加新元素，这可能会导致capacity不足，因此在添加元素之前，都需要进行剩余空间检查，如果需要则自动扩容。扩容操作最终是通过grow()方法完成的。

private void grow(int minCapacity) {
    int oldCapacity = elementData.length;
    int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);//原来的3倍
    if (newCapacity - minCapacity < 0)
        newCapacity = minCapacity;
    if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
        newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
    elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);//扩展空间并复制
}

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由于Java GC自动管理了内存，这里也就不需要考虑源数组释放的问题。

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空间的问题解决后，插入过程就显得非常简单。

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add(int index, E e)需要先对元素进行移动，然后完成插入操作，也就意味着该方法有着线性的时间复杂度。

addAll()

addAll()方法能够一次添加多个元素，根据位置不同也有两个把本，一个是在末尾添加的addAll(Collection<? <a href="http://www.php.cn/wiki/166.html" target="_blank">extends</a> E> c)方法，一个是从指定位置开始插入的addAll(int index, Collection<? extends E> c)方法。跟add()方法类似，在插入之前也需要进行空间检查，如果需要则自动扩容；如果从指定位置插入，也会存在移动元素的情况。
addAll()的时间复杂度不仅跟插入元素的多少有关，也跟插入的位置相关。

remove()

remove()方法也有两个版本，一个是remove(int index)删除指定位置的元素，另一个是remove(Object o)删除第一个满足o.equals(elementData[index])的元素。删除操作是add()操作的逆过程，需要将删除点之后的元素向前移动一个位置。需要注意的是为了让GC起作用，必须显式的为最后一个位置赋nullVector

とほぼ同じです。各 🎜ArrayList🎜 には、基になる配列の実際のサイズを表す容量があり、コンテナーに格納される要素の数は現在の容量を超えることはできません。要素がコンテナーに追加されるとき、容量が不十分な場合、コンテナーは基になる配列のサイズを自動的に増やします。前に述べたように、Java ジェネリックはコンパイラーによって提供される単なる構文糖であるため、ここでの配列はオブジェクト 🎜 です。あらゆるタイプのオブジェクト 🎜 を保持できる配列。 🎜🎜 Java コレクションフレームワーク ArrayList ソースコードの詳細な分析 (写真)

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🎜🎜size(), isEmpty(), get() メソッドと set() メソッドは一定の時間で完了できます。add() メソッドの時間コストは挿入位置に関係し、addAll() メソッドの時間コストは追加された要素の数に比例します。。他のメソッドのほとんどは線形時間です。 🎜🎜効率を追求するため、ArrayList は同期されません。複数のスレッドによる同時アクセスが必要な場合、ユーザーは手動で同期するか、代わりに Vector を使用できます。 🎜🎜メソッド分析🎜

set()

🎜最下層は配列🎜ArrayList🎜であるため、set() メソッドは非常にシンプルになり、値を直接代入します。配列の指定位置以上です。 🎜

public E remove(int index) {
    rangeCheck(index);
    modCount++;
    E oldValue = elementData(index);
    int numMoved = size - index - 1;
    if (numMoved > 0)
        System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index, numMoved);
    elementData[--size] = null; //清除该位置的引用，让GC起作用
    return oldValue;
}

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