JAVA集合介绍

### JAVA集合介绍——深入理解ArrayList #### 一、ArrayList概述 `ArrayList` 是 `java.util.List` 接口的一种实现，其本质是一个动态数组。它能够根据需要动态地调整其大小，以适应列表中元素数量的变化。`ArrayList` 支持列表的所有基本操作，并且允许元素为 `null`。此外，`ArrayList` 还提供了一些额外的方法来管理和调整内部数组的大小。 - **特点**： - 动态扩展：`ArrayList` 的容量可以根据实际需求自动增长。 - 可存储 `null` 元素：`ArrayList` 可以存放任意类型的元素，包括 `null`。 - 非同步性：`ArrayList` 默认是非线程安全的，如果多线程环境下需要同步访问，则需手动实现外部同步。 - **初始化与扩容**： - 默认情况下，`ArrayList` 的初始容量为 10。 - 当需要添加新元素但当前容量不足以容纳时，`ArrayList` 会自动扩容。通常扩容策略是将当前容量增加到原来的 1.5 倍。 - 为了减少扩容带来的性能开销，可以通过构造函数或 `ensureCapacity` 方法预先设定较大的初始容量。 - **示例代码**： ```java List<String> list = new ArrayList<>(100); // 初始化容量为100 ``` #### 二、ArrayList源码分析 接下来我们将深入探究 `ArrayList` 的源码，了解其实现细节。 ##### 2.1 底层使用数组 `ArrayList` 内部使用了一个 `Object` 类型的数组 `elementData` 来存储元素。这个数组是 `transient` 的，意味着在序列化过程中不会包含这个数组的数据，而是通过其他方式恢复状态。 ```java private transient Object[] elementData; ``` - **`transient` 关键字**： - `transient` 用于标记对象中的某个属性，使其不在序列化的过程中被保存。 - 在序列化过程中，`transient` 声明的属性会被忽略，只保留非 `transient` 属性。 ##### 2.2 构造函数 `ArrayList` 提供了多种构造函数，以满足不同的初始化需求： 1. **无参数构造函数**：创建一个初始容量为 10 的空列表。 ```java public ArrayList() { this(10); } ``` 2. **指定初始容量的构造函数**：创建一个具有指定初始容量的空列表。 ```java public ArrayList(int initialCapacity) { if (initialCapacity < 0) throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: " + initialCapacity); this.elementData = new Object[initialCapacity]; } ``` 3. **基于 Collection 的构造函数**：创建一个包含指定 `Collection` 的元素的列表。 ```java public ArrayList(Collection<? extends E> c) { elementData = c.toArray(); size = elementData.length; if (elementData.getClass() != Object[].class) elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class); } ``` ##### 2.3 新增操作 `ArrayList` 提供了一系列用于添加元素的方法，包括 `add(E e)`、`add(int index, E element)`、`addAll(Collection<? extends E> c)` 和 `addAll(int index, Collection<? extends E> c)` 等。 - **`add(E e)`**：向列表尾部添加一个元素。 ```java list.add("元素"); ``` - **`add(int index, E element)`**：在指定位置插入一个元素。 ```java list.add(0, "新元素"); ``` - **`addAll(Collection<? extends E> c)`**：向列表尾部追加另一个集合中的全部元素。 ```java List<String> anotherList = new ArrayList<>(); anotherList.add("A"); anotherList.add("B"); list.addAll(anotherList); ``` - **`addAll(int index, Collection<? extends E> c)`**：在列表的指定位置插入另一个集合中的所有元素。 ```java list.addAll(1, anotherList); ``` #### 总结 通过对 `ArrayList` 的概述及源码分析，我们可以更深刻地理解其工作原理和内部实现机制。`ArrayList` 作为一种高效的动态数组实现，非常适合处理大量数据和频繁的元素增删操作。不过需要注意的是，由于其非线程安全特性，在多线程环境中使用时需格外小心，确保同步访问以避免并发问题。