Android java中的ArrayList的原理和实现

一、 ArrayList概述：  

    ArrayList不是线程安全的，只能用在单线程环境下，多线程环境下可以考虑用Collections.synchronizedList(List l)函数返回一个线程安全的ArrayList类，也可以使用concurrent并发包下的CopyOnWriteArrayList类。

ArrayList实现了Serializable接口，因此它支持序列化，能够通过序列化传输，实现了Cloneable接口，能被克隆。

  1) 私有属性：

   ArrayList定义只定义类两个私有属性：

ArrayList是基于数组实现的，是一个动态数组，如下：其容量能自动增长，类似于C语言中的动态申请内存，动态增长内存。

transient Object[] elementData;/** * The size of the ArrayList (the number of elements it contains). * * @serial */private int size;

有个关键字需要解释：transient。  

  Java的serialization提供了一种持久化对象实例的机制。当持久化对象时，可能有一个特殊的对象数据成员，我们不想用serialization机制来保存它。

为了在一个特定对象的一个域上关闭serialization，可以在这个域前加上关键字transient。

2）构造方法：构造一个包含指定collection的元素的列表，这些元素按照该collection的迭代器返回它们的顺序排列的。

public ArrayList(Collection<? extends E> c) {    elementData = c.toArray();    size = elementData.length;    // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)    if (elementData.getClass() != Object[].class)        elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);}

Collection解释：类集，是一组对象。类集的增加使得许多 java.util中的成员在结构和体系结构上发生根本的改变。它也扩展了包可以被应用的任务范围。（网上查的）

集合的构造方法和固定集合的大小

List arrayList = new ArrayList(4);

3) 调整数组容量ensureCapacity： 

添加元素的时候会先判定集合的容量大小，是否需要扩容

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

   从上面介绍的向ArrayList中存储元素的代码中，我们看到，每当向数组中添加元素时，都要去检查添加后元素的个数是否会超出当前数组的长度，

如果超出，数组将会进行扩容，以满足添加数据的需求。数组扩容通过一个公开的方法ensureCapacity(int minCapacity)来实现。

在实际添加大量元素前，我也可以使用ensureCapacity来手动增加ArrayList实例的容量，以减少递增式再分配的数量。

public void ensureCapacity(int minCapacity) {    int minExpand = (elementData != EMPTY_ELEMENTDATA)        // any size if real element table        ? 0        // larger than default for empty table. It's already supposed to be        // at default size.        : DEFAULT_CAPACITY;    if (minCapacity > minExpand) {        ensureExplicitCapacity(minCapacity);    }}

数组进行扩容时，会将老数组中的元素重新拷贝一份到新的数组中，每次数组容量的增长大约是其原容量的1.5倍。这种操作的代价是很高的，因此在实际使用时，我们应该尽量避免数组容量的扩张。当我们可预知要保存的元素的多少时，要在构造ArrayList实例时，就指定其容量，以避免数组扩容的发生。或者根据实际需求，通过调用ensureCapacity方法来手动增加ArrayList实例的容量。

实例：

也就是说，当增加数据的时候，如果ArrayList的大小已经不满足需求时，那么就将数组变为原长度的1.5倍，之后的操作就是把老的数组拷到新的数组里面。例如，默认的数组大小是10，也就是说当我们add10个元素之后，再进行一次add时，就会发生自动扩容，数组长度由10变为了15具体情况如下所示：

总结：在用户向ArrayList追加对象时，Java总是要先计算容量（Capacity）是否适当，若容量不足则把原数组拷贝到以指定容量为长度创建的新数组内，并对原数组变量重新赋值，指向新数组。

在这同时，size进行自增1。在删除对象时，先使用拷贝方法把指定index后面的对象前移1位（如果有的话），然后把空出来的位置置null，交给Junk收集器销毁，size自减1，即完成了。