ArrayList底层源码解析
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2025-05-30 03:20:23

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文章目录

  • 前言
  • 一、**ArrayList底层结构和源码分析**
    • 无参构造调用创建ArrayList集合
    • 无参构造总结:发文3个工作日后 up 会把总结放入前言部分,但也诚邀读者总结,可放入评论区
    • 有参构造器调用创建ArrayList集合


前言

ArrayList集合总结:发文3个工作日后 up 会把总结放入前言部分,可谓“温故而知新”。


提示:以下是本篇文章正文内容,下面案例可供参考

一、ArrayList底层结构和源码分析

![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/a231807b371b4e30a4f19426ecf45da6.png

无参构造调用创建ArrayList集合

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创建ArrayList时没有传参数调用的无参构造,无参构造把默认的常量 DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA
赋值给了成员变量 elementData,所以elementData初始化的时候就是一个空数组。
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从自动装箱出来,再次点进add方法会来到下面代码

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进来 add 方法不是一上来就把 e 存入 elementData默认数组,而是先确保数组的容量够不够,因为默认的数组容量是空的没有指定数据的容量,而现在我们又在底层源码,没办法一上来就往一个空数组里面放数据,所有会先调用 ensureCapacityInternal(size + 1) 这时数组的size肯定是 0 , 0+1肯定大于1,拿到这个 1 后我们接着步入 ensureCapacityInternal方法。

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步入到 ensureCapacityInternal 确保内部容量 方法就会把刚才的 1 传过来。接着调用 calculateCapacity计算容量 方法来确定数组的容量。

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步入到 calculateCapacity 方法,先判断传入的 elementData和默认的DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA空数组是否相等,相等会在这里拿到默认初始容量 DEFAULT_CAPACITY (10)和 add 方法传过来的 1 ,调用 Math.max()进行比较。

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继续步入 Math.max()方法,里面第一个参数是 默认初始容量 DEFAULT_CAPACITY (10),第二个是 1,接下来进行判断 a>=b? 也就是 10>=1?,为true返回 a(DEFAULT_CAPACITY )。

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得到结果 后一路返回到 ensureCapacityInternal 方法,因为上一次调用 ensureCapacityInternal 执行的是ensureExplicitCapacity里面的calculateCapacity计算容量方法进行容量的确定,一路返回过来就该执行ensureExplicitCapacity 确保显式容量方法了。
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继续步入到确保显示容量,一进来就会让 modCount++ 这是为了确保多线程进来随意篡改集合内容做的计数器。

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继续步入 grow 方法,这时才真正进行扩容,

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将 minCapactiy的值赋值给newCapactiy后再进行判断是否大于最大值,其实这个判断不是给我们通过无参构造使用的,因为无参构造的初始容量就是10,不可能比最大的值大,到最后调用 Arrays.copyOf( )方法进行数组的拷贝,然后赋值给 elementData 覆盖一开始的空数组,这样就完成了ArrayList的初始化。
Arrays.copyOf( )方法在进行数组的拷贝时会保留原来数组的内容到新的数组。
第一次初始化扩容数组的长度是 10 ,之后的扩容就是 1.5 倍。
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等copyOf执行完后会一路返回到刚开始调用到 add 的地方,把 e 的值赋值给 elementData[ size (0)]数组下标为 0 的地方,赋值之后再让 size++,以便下一个数据存入下标为 1 的位置。

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由于我们最外层写的是一个for循环添加ArrayList数据,所以以上步骤会重复执行。但要注意的是,只有在存入数据时数组满了,才会去扩容。数组的扩容我们并不需要去担心,因为在调用 add 方法添加数据时,会先调用 ensureCapacityInternal(size + 1); 方法进行确保内部容量计算,如果当前数组的长度加1减去elementData.length 大于 0 就进行扩容。
if (minCapacity - elementData.length > 0) grow(minCapacity);

无参构造总结:发文3个工作日后 up 会把总结放入前言部分,但也诚邀读者总结,可放入评论区

有参构造器调用创建ArrayList集合

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点进有参构造器,就会拿到传入的int数据去构建一个 new Object[ ] 的数组,赋值给 elementData,如果传过来的是一个0就和无参构造的一样,如果传入的是负数就抛异常。
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除了初始化时不一样,其他地方都是差不多的,比如自动装箱,然后调用 add 方法,然后去调用ensureCapacityInternal方法
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调用ensureCapacityInternal方法时,elementData数组的长度不再是 0 ,而是我们自定义的长度。
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在往ArrayList添加数据时,如果没有超出自定义的数组边界是不会去调用 grow 方法进行数组扩容的。
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然后一路返回到 add 方法进行元素的添加,直到添加元素时ensureCapacityInternal方法计算出 if(minCapacity - elementData.length > 0) grow(minCapacity); 时才会去做1.5倍扩容。
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