内功心法 -- java.util.ArrayList<E> (1)

写在前面的话：读书破万卷，编码如有神
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下文主要对java.util.ArrayList<E>进行整体性介绍，主要内容包括:

1、 ArrayList概述

2、 ArrayList中的属性、构造方法、常用方法介绍

3、 ArrayList遍历

参考内容:

1、JDK源码(1.7)
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1. ArrayList概述                                                                                       

java.util.ArrayList<E>是一个什么玩意，它有什么功能，我们拿ArrayList能够干嘛?

简单点说：java.util.ArrayList<E>是一个列表类，它是用来存放其他Java对象，内部是通过数组来实现的。

先看下面的图(简略图):

(1)java.util.ArrayList<E>是一个列表，用来存放其它java对象的，只要是java对象就可以往ArrayList里面放

(2)java.util.ArrayList<E>内部是通过数组来实现的:

　　当数组容量不够的时候，会对数组容量进行扩容

　　可以通过数组下标来快速的访问ArrayList里面的元素

　　当新增或者删除ArrayList里面的元素时，可能会涉及到移位操作

　　可以截取数组的子数组操作

java.util.ArrayList<E>的定义如下:

 1 public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> 2         implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable{ 3     //fields 4     5     //constructor 6  7     //methods 8  9     //inner class 'Itr'10 11     //inner class 'ListItr'12 13     //inner class 'SubList'14 }

从ArrayList类的定义中可以看到，它好复杂哟,定义了那么多的东西，又有父类，又实现了接口等等，这都要怪它的'祖宗',定义了那么多的规范、规则。(@_@)

好了，不多废话，撸起袖子继续干:

下面来看看一副图:

2. ArrayList中的属性、构造方法、常用方法介绍                                                

先来对java.util.ArrayList<E>的描述进行一些约定:

　　下面文中的:

　　　　'列表'代表ArrayList内部的Object[] elementData数组

　　　　'列表大小'代表ArrayList内部的Object[] elementData数组的长度

　　　　'元素'代表往ArrayList中添加的Java对象

2.1 java.util.ArrayList<E>的常见属性

 1     //序列号 2     private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L; 3     //ArrayList实际存储元素的地方  4     private transient Object[] elementData; 5     //ArrayList中存储的元素个数 6     private int size; 7     //ArrayList最多存储元素的个数 8     private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8; 9     //fast-fail失败机制标记10     protected transient int modCount = 0;

2.2 java.util.ArrayList<E>的构造方法

第一种：默认构造方法（无参数构造方法）

1     public ArrayList() 

第二种: 带初始列表容量大小参数的构造方法

1     public ArrayList(int initialCapacity) 

第三种:带初始化子列表参数的构造方法

1     public ArrayList(Collection<? extends E> c)

2.3 java.util.ArrayList<E>的常用方法

修改操作boolean add(E e)将指定的元素添加到此列表的尾部void add(int index,E element)将指定的元素插入此列表中的指定位置E remove(int index)移除此列表中指定位置上的元素boolean remove(Object o)移除此列表中首次出现的指定元素E set(int index,E element)用指定的元素替代此列表中指定位置上的元素批量操作boolean addAll(Collection<? extends E> c)将子集合c中的元素添加到此集合中boolean addAll(int index,Collection<? extends E> c)将子集合c中的元素添加到此集合中的index位置开始处void clear()清空此集合protected void removeRange(int fromIndex,int toIndex)移除集合中索引在fromIndex(包括)和toIndex(不包括)之间的所有元素public boolean removeAll(Collection<?> c)移除此collection中那些也包含在指定collection中的所有元素public boolean retainAll(Collection<?> c)仅保留在子集合c中那些也包含在此集合中的元素查询操作boolean contains(Object o)判断集合中是否包含了元素oE get(int index)返回此集合中index位置上的元素int indexOf(Object o)返回此集合中首次出现元素o的位置boolean isEmpty()判断此集合是否为空int lastIndexOf(Object o)返回此集合中最后一次出现元素o的位置int size()返回此集合中元素的个数其他操作Object clone()返回此列表实例的浅复制void ensureCapaCity(int minCapacity)如有必要,增加此列表实例的容量,以确保它至少能够容纳最小容量参数所指定的元素数void trimToSize() 将此列表实例的容量调整为列表的当前大小数组操作 Object[] toArray() 按适当顺序返回包含此列表中所有元素的数组<T> T[] toArray(T[] a) 按适当顺序返回包含此列表中所有元素的数组Iterator和子List操作    ListIterator<E> listIterator(int index) 返回列表的ListIterator实例ListIterator<E> listIterator() 返回列表的ListIterator实例Iterator<E> iterator() 返回列表的Iterator实例List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) 返回列表的子列表

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3. ArrayList遍历方法                                                                          

java.util.ArrayList<E>支持三种遍历方式:

第一种: 通过索引值去遍历（随机遍历）

第三种: 通过增强的for循环去遍历

第三种: 通过迭代器去遍历

下面就来看看三种遍历方式的示例代码和遍历的效率比较:

 1 import java.util.ArrayList; 2 import java.util.Iterator; 3 import java.util.List; 4  5  6 public class ArrayListAccessDemo { 7     /** 8      * 通过索引值去遍历（随机访问） 9      */10     public static void accessByIndex(List<Integer> list){11         long beginTime = System.currentTimeMillis();12         for(int i = 0;i < list.size();i++){13             list.get(i);14         }15         long endTime = System.currentTimeMillis();16         long totalTime = endTime - beginTime;17         System.out.println("通过索引值去遍历（随机访问） 花费的时间:" + totalTime+" 毫秒");18         19     }20     21     /**22      * 通过增强的for循环去遍历23      */24     public static void accessByFor(List<Integer> list){25         long beginTime = System.currentTimeMillis();26         for(Integer i : list){27             list.get(i);28         }29         long endTime = System.currentTimeMillis();30         long totalTime = endTime - beginTime;31         System.out.println("通过增强的for循环去遍历  花费的时间:" + totalTime+" 毫秒");32         33     }34     35     /**36      * 通过Iterator迭代器去遍历37      */38     public static void accessByIterator(List<Integer> list){39         long beginTime = System.currentTimeMillis();40         Iterator<Integer> it = list.iterator();41         while(it.hasNext()){42             it.next();43         }44         long endTime = System.currentTimeMillis();45         long totalTime = endTime - beginTime;46         System.out.println("通过Iterator迭代器去遍历  花费的时间:" + totalTime+" 毫秒");47         48     }49     50     public static void main(String[] args) {51         //创建一个ArrayList实例52         List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();53         //往ArrayList实例中添加数据54         for(int i = 0;i < 10000000;i++){55             list.add(i);56         }57         58         accessByIndex(list);59         accessByFor(list);60         accessByIterator(list);61     }62 }63 64 运行结果:65 ArrayList中有100W条数据时：66 通过索引值去遍历（随机访问） 花费的时间:2 毫秒67 通过增强的for循环去遍历  花费的时间:9 毫秒68 通过Iterator迭代器去遍历  花费的时间:4 毫秒69 70 ArrayList中有500W条数据时：71 通过索引值去遍历（随机访问） 花费的时间:4 毫秒72 通过增强的for循环去遍历  花费的时间:20 毫秒73 通过Iterator迭代器去遍历  花费的时间:9 毫秒74 75 ArrayList中有1000W条数据时：76 通过索引值去遍历（随机访问） 花费的时间:3 毫秒77 通过增强的for循环去遍历  花费的时间:32 毫秒78 通过Iterator迭代器去遍历  花费的时间:13 毫秒79 80 ArrayList中有5000W条数据时：81 通过索引值去遍历（随机访问） 花费的时间:3 毫秒82 通过增强的for循环去遍历  花费的时间:118 毫秒83 通过Iterator迭代器去遍历  花费的时间:55 毫秒

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java.util.AbstractList<E> 　　java.util.Iterator<E> 　　java.util.ListIterator<E>

Java中的标记接口 　　迭代器模式 　　Java中的深拷贝和浅拷贝  java.util.Arrays