ArrayList和LinkList剖析
来源：互联网 发布：明解c语言实践篇pdf 编辑：程序博客网 时间：2024/05/29 13:21
------------------------------------------------ArrayList------------------------------------------------------
一、---概念---
ArrayList使用的是动态数组的方式，在下面的源码分析中会看到具体是怎么使用动态数组的方式。下面从定义入手来开始分析：
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
（1）AbstractList提供了List接口的默认实现（个别方法为抽象方法）。
（2）RandomAccess是一个标记接口，接口内没有定义任何内容。
（3）实现了Cloneable接口的类，可以调用Object.clone方法返回该对象的浅拷贝。
（4） 通过实现 java.io.Serializable 接口以启用其序列化功能。未实现此接口的类将无法使其任何状态序列化或反序列化。序列化接口没有方法或字段，仅用于标识可序列化的语义。
二、---属性---
ArrayList中有两个属性：elementData和size
/*The array buffer into which the elements of the ArrayList are stored. * The capacity of the ArrayList is the length of this array buffer. */ private transient Object[] elementData; /** * The size of the ArrayList (the number of elements it contains). */ private int size;
Java的serialization提供了一种持久化对象实例的机制。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
通过例子来说明一下：
package TwoWeek;import java.io.FileInputStream;import java.io.FileOutputStream;import java.io.ObjectInputStream;import java.io.ObjectOutputStream;import java.io.Serializable;class UserInfo implements Serializable { private static final long serialVersionUID = 996890129747019948L; private String name; private transient String psw; public UserInfo(String name, String psw) { this.name = name; this.psw = psw; } public String toString() { return "name=" + name + ", psw=" + psw; } } public class TestTransient { public static void main(String[] args) { UserInfo userInfo = new UserInfo("张三", "123456"); System.out.println(userInfo); try { // 序列化，被设置为transient的属性没有被序列化 ObjectOutputStream o = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream( "UserInfo.out")); o.writeObject(userInfo); o.close(); } catch (Exception e) { // TODO: handle exception e.printStackTrace(); } try { // 重新读取内容 ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream( "UserInfo.out")); UserInfo readUserInfo = (UserInfo) in.readObject(); //读取后psw的内容为null System.out.println(readUserInfo.toString()); } catch (Exception e) { // TODO: handle exception e.printStackTrace(); } } } ---Output---name=张三, psw=123456name=张三, psw=null
三、---构造方法---
ArrayList中为我们提供了三个构造方法。
/** * Constructs an empty list with the specified initial capacity. */ public ArrayList(int initialCapacity) { super(); if (initialCapacity < 0) throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+ initialCapacity); this.elementData = new Object[initialCapacity]; } /** * Constructs an empty list with an initial capacity of ten. */ public ArrayList() { this(10); } /** * Constructs a list containing the elements of the specified * collection, in the order they are returned by the collection's * iterator. */ 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); } （1）第一个构造方法使用提供的initialCapacity来初始化elementData数组的大小。（2）第二个构造方法调用第一个构造方法并传入参数10，即默认elementData数组的大小为10。
（3）第三个构造方法则将提供的集合转成数组返回给elementData（返回若不是Object[]将调用Arrays.copyOf方法将其转为
Object[]）。
四、---其他方法---
4.1 add(E e)
0，add将elementData[0]赋值为e，然后size设置为1（类似执行以下两条语句elementData[0]=e;size=1）。
public boolean add(E e) { ensureCapacity(size + 1); // Increments modCount!! elementData[size++] = e; return true; } 么来进行空间的扩充的。
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); } } 首先modCount是整个list结构被改变的次数，增加modCount之后，判断minCapacity（即size+1）是否大于oldCapacity（即
elementData.length），若大于，则调整容量为max((oldCapacity*3)/2+1,minCapacity)，调整elementData容量为新的容量，
即将返回一个内容为原数组元素，大小为新容量的数组赋给elementData，否则不做操作。
public void add(int index, E element) { if (index > size || index < 0) throw new IndexOutOfBoundsException( "Index: "+index+", Size: "+size); ensureCapacity(size+1); // Increments modCount!! System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, size - index); elementData[index] = element; size++; } 首先也是进行数组容量的扩充，然后将数组index及后面的内容向后移动一位，最后将element插入到index的位置上。
4.3 contains(Object)
数组中是否包含某个对象
public boolean contains(Object o) { return indexOf(o) >= 0; } 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; } 4.4 removeRange
protected void removeRange(int fromIndex, int toIndex) { modCount++; int numMoved = size - toIndex; System.arraycopy(elementData, toIndex, elementData, fromIndex, numMoved); // Let gc do its work int newSize = size - (toIndex-fromIndex); while (size != newSize) elementData[--size] = null; } 执行过程是将elementData从toIndex位置开始的元素向前移动到fromIndex，然后将toIndex位置之后的元素全部置空顺便修改
size。也就是将大于newSize坐标的元素全都置为0
以上是对ArrayList中几个典型方法的源代码分析，还有很多就不一一列举了。
-------------------------------------------------LinkList-------------------------------------------------------
一、---概念---
称的区别，以使得这些名字在特定的上下文中显得更加的合适。以下是LinkList的定义：
public class LinkedList<E> extends AbstractSequentialList<E> implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable
（2）Deque一个线性 collection，支持在两端插入和移除元素，定义了双端队列的操作。
二、---属性---
在LinkList中提供了两个基本的属性，一个是size，一个是header，其中size代表的是LinkList的大小，header是代表的链表的头
private transient Entry<E> header = new Entry<E>(null, null, null); private transient int size = 0;
private static class Entry<E> { E element; //元素节点 Entry<E> next; //下一个元素 Entry<E> previous; //上一个元素 Entry(E element, Entry<E> next, Entry<E> previous) { this.element = element; this.next = next; this.previous = previous; } } 上面是Entry()也就是一个LinkList的一个结点，从中可以看出，这是一个双向链表。三、---构造方法---
LinkedList提高了两个构造方法：LinkedLis()和LinkedList(Collection<? extends E> c)。
/** * 构造一个空列表。 */ public LinkedList() { header.next = header.previous = header; } /** * 构造一个包含指定 collection 中的元素的列表，这些元素按其 collection 的迭代器返回的顺序排列。 */ public LinkedList(Collection<? extends E> c) { this(); addAll(c); }LinkedList(Collection<? extends E> c)： 构造一个包含指定 collection 中的元素的列表，这些元素按其 collection 的迭代器返回的顺序排列。该构造函数首先会调用LinkedList()，构造一个空列表，然后调用了addAll()方法将Collection中的所有元素添加到列表中。四、---其他方法---
4.1 addAll( )
构造函数首先会调，以下是addAll()代码，如下：
/** * 添加指定 collection 中的所有元素到此列表的结尾，顺序是指定 collection 的迭代器返回这些元素的顺序。 */ public boolean addAll(Collection<? extends E> c) { return addAll(size, c); } /** * 将指定 collection 中的所有元素从指定位置开始插入此列表。其中index表示在其中插入指定collection中第一个元素的索引 */ public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) { //若插入的位置小于0或者大于链表长度，则抛出IndexOutOfBoundsException异常 if (index < 0 || index > size) throw new IndexOutOfBoundsException("Index: " + index + ", Size: " + size); Object[] a = c.toArray(); int numNew = a.length; //插入元素的个数 //若插入的元素为空，则返回false if (numNew == 0) return false; //modCount:在AbstractList中定义的，表示从结构上修改列表的次数 modCount++; //获取插入位置的节点，若插入的位置在size处，则是头节点，否则获取index位置处的节点 Entry<E> successor = (index == size ? header : entry(index)); //插入位置的前一个节点，在插入过程中需要修改该节点的next引用：指向插入的节点元素 Entry<E> predecessor = successor.previous; //执行插入动作 for (int i = 0; i < numNew; i++) { //构造一个节点e，这里已经执行了插入节点动作同时修改了相邻节点的指向引用 Entry<E> e = new Entry<E>((E) a[i], successor, predecessor); //将插入位置前一个节点的下一个元素引用指向当前元素 predecessor.next = e; //修改插入位置的前一个节点，这样做的目的是将插入位置右移一位，保证后续的元素是插在该元素的后面，确保这些元素的顺序 predecessor = e; } successor.previous = predecessor; //修改容量大小 size += numNew; return true; } 首先要获取插入位置处的结点，然后再获取插入位置处结点的前一个结点，然后再执行插入的动作。在addAll()方法中，涉及到了两个方法，一个是entry(int index)，该方法为LinkedList的私有方法，主要是用来查找index位置的节点元素。
/** * 返回指定位置(若存在)的节点元素 */ private Entry<E> entry(int index) { if (index < 0 || index >= size) throw new IndexOutOfBoundsException("Index: " + index + ", Size: " + size); //头部节点 Entry<E> e = header; //判断遍历的方向 if (index < (size >> 1)) { for (int i = 0; i <= index; i++) e = e.next; } else { for (int i = size; i > index; i--) e = e.previous; } return e; } 4.2 add( E e )
将指定元素添加到该链表的结尾处
public boolean add(E e) { addBefore(e, header); return true; } 调用addBefore()方法，将元素和链表相链接private Entry<E> addBefore(E e, Entry<E> entry) { //利用Entry构造函数构建一个新节点 newEntry， Entry<E> newEntry = new Entry<E>(e, entry, entry.previous); //修改newEntry的前后节点的引用，确保其链表的引用关系是正确的 newEntry.previous.next = newEntry; newEntry.next.previous = newEntry; //容量+1 size++; //修改次数+1 modCount++; return newEntry; } 4.3 remove( Object e )
移除该链表的指定元素，该链表的源代码如下：
public boolean remove(Object o) { if (o==null) { for (Entry<E> e = header.next; e != header; e = e.next) { if (e.element==null) { remove(e); return true; } } } else { for (Entry<E> e = header.next; e != header; e = e.next) { if (o.equals(e.element)) { remove(e); return true; } } } return false; } 上面的代码中设计到了remove方法，remove(Entry<E> e)，remove(Entry<E> e)为私有方法，是LinkedList中所有移除方法的基础方法。private E remove(Entry<E> e) { if (e == header) throw new NoSuchElementException(); //保留被移除的元素：要返回 E result = e.element; //将该节点的前一节点的next指向该节点后节点 e.previous.next = e.next; //将该节点的后一节点的previous指向该节点的前节点 //这两步就可以将该节点从链表从除去：在该链表中是无法遍历到该节点的 e.next.previous = e.previous; //将该节点归空 e.next = e.previous = null; e.element = null; size--; modCount++; return result; } 上面的只是几个简单的方法介绍，初次之外还有contains()，clear()， getFirst()，get()等方法。
尊重作者，尊重原创，参考文章：
http://blog.csdn.net/jzhf2012/article/details/8540410
http://blog.csdn.net/jzhf2012/article/details/8540543
http://blog.csdn.net/chenssy/article/details/18099417
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