List接口实现类ArrayList之浅谈

ArrayList和HashMap一样，在大家的平时编程中，经常被使用，算是使用率最高的容器了，ArrayList其实内在就是一个数组，现在我来简要介绍一下ArrayList其内部的原理和核心技术。

      首先ArrayList内部使用的是一个数组来存储数据，然后还有一个size成员变量来记录该List中已经存放的数据个数。

      我们知道，数组是固定长度的，在定义之初就定义好的，那为什么ArrayList在使用的时候，不用考虑这个数组越界等问题呢？其实在ArrayList里面有一个方法，就是

ensureCapacity，具体实现定义如下

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);
}
    }

这个方法是用于在队列长度不够的时候，自动扩充队列长度的，每次扩充的比例是老长度*3/2 + 1，也就是说将老的长度扩大1.5倍，并且再加1，这个为什么以这个比例来扩展，背景和原因不太清楚。

接着，我们来看下里面的具体方法的实现

trimToSize

public void trimToSize() {
modCount++;
int oldCapacity = elementData.length;
if (size < oldCapacity) {
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);
}
    }
这个方法的目的就是将这个List内部的数组后面空的对象直接移除掉，类似String的trim方法，可以节省空间。比如这个List内部的数组已经定义为了32的长度，但是实际内部只放了12个数据，那么这个时候，调用了这个方法之后，会重新申请一个12长度的数组，将原来数组中的12个数据拷贝过来，然后将原来的32长度的数组destroy。

接着，我们看下indexOf方法的实现

public int indexOf(Object o) {
if (o == null) {
   for (int i = 0; i < size; i++)
if (elementData[i]==null)
   return i;
} else {
   for (int i = 0; i < size; i++)
if (o.equals(elementData[i]))
   return i;
}
return -1;
    }

这个方法，其实就是遍历数组，然后找到内容是一样的对象出来，不过这里需要注意的一点就是，ArrayList的元素是可以重复的，所以这里找到的也是第一个匹配的记录。

既然有indexOf，而且元素又是可以重复的，所以必然也就有一个lastIndexOf

public int lastIndexOf(Object o) {
if (o == null) {
   for (int i = size-1; i >= 0; i--)
if (elementData[i]==null)
   return i;
} else {
   for (int i = size-1; i >= 0; i--)
if (o.equals(elementData[i]))
   return i;
}
return -1;
    }

这个的实现思路和上面的方法类似，只是从数组的最后面查询起。

接下来需要关注的是几个toArray的方法，这里，通过看内部的实现可以知道，其实返回的是一个新的数组，并且是通过内存拷贝的方式，具体的方法有

public Object[] toArray() {
        return Arrays.copyOf(elementData, size);
    }

后面的add方法和set方法如下

public E set(int index, E element) {
RangeCheck(index);


E oldValue = (E) elementData[index];
elementData[index] = element;
return oldValue;
    }


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

这两个方法也没啥技术含量，对于set方法来说，就是先检测一下这个index是否合法，如果不合法，就抛出异常，否则就将这个位置的数据替换掉，同时返回老数据。

对于add方法，则是先对长度+1做一次ensureCapacity，可能有概率会扩充这个数组长度，然后将数据追加到数组的有数据的最后一个位置的后面。

后面的remove等方法就不继续介绍了，只要知道了ArrayList其实内部就是一数组，并且会自动扩展长度，最后对外呈现就是一个不需要关心其长度的List，其他的一些方法就逗比较好理解了。

最后有一个问题需要特别说明，就是如果在new的时候不指定初始化长度，那么默认给的长度就是10，所以一般推荐大家在new一个ArrayList的时候，一定要指定一下初始化长度，减少ArrayList自己去扩充长度照成的内存、性能的浪费。