深度解析ArrayList使用

一、ArrayList是什么？

ArrayList 类是一个可以动态修改的数组，与普通数组的区别就是它是没有固定大小的限制，我们可以添加或删除元素。ArrayList 继承了 AbstractList ，并实现了 List 接口。

我们发现ArrayList类位于java.util包中，使用之前需要去引入它.

import java.util.ArrayList;

ArrayList如何定义：

ArrayList<E> arrayList = new ArrayList<E>();

此数E为泛型实参类型，只能为引用数据类型，ArrayList想存储什么类型的数据，我们就传什么就可以。

List<E> list = new ArrayList<E>();

因我们的ArrayList是继承于List的，所以我们可以用父类去接受子类对象，向上转型。

二、ArrayList的构造方法

我们发现ArrayList一共提供了三种构造方法。
构造方法1：
构造一个空的顺序表

        List<Integer> list = new ArrayList<>();

构造方法2：
构造一个指定大小为5的顺序表

        List<Integer> list = new ArrayList<>(5);

构造方法3：

此处传入的要么是自己本身类型，或者是子类类型。
此处构造一个和list2元素一致的顺序表

        List<Integer> list2 = new ArrayList<>(5);
        List<Integer> list = new ArrayList<>(list2);

初始时的坑

List list = new ArrayList();

这样对顺序表进行初始化的话，没有指定任何类型，这样的话可以存放任意类型的元素，这样会存在很大的安全隐患。

三、ArrayList的常见方法

常见方法

在我的上一篇实现顺序表中，已经把大多数方法手动实现了一遍，此处我在说明几个重点的。

remove方法
ArrayList提供给我们两个remove方法

一个是传入要删除的下标，一个是要删除的引用。

public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(10);
        list.add(8);
        list.remove(1);
        System.out.println(list);
    }

如果我们传入的是int类型那么我们删除的是该下标的数据。

public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(10);
        list.add(8);
        list.remove(new Integer(10));
        System.out.println(list);
    }

如果我们传入的是引用数据类型，那么将删除该顺序表中的该引用数据。

subList方法

public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(1);
        list.add(2);
        list.add(3);
        list.add(4);
        System.out.println("截取之前的list:"+list);
        List<Integer> list1 = list.subList(1,3);
        list1.set(0,5);
        System.out.println("截取之后的list:"+list);
    }

为啥改了list1之后，list的数据也发生了变化。

因为在截取之后并没有复制一份内容给list1，而是指向同一块内容。

遍历ArrayList

方法1：

public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(1);
        list.add(2);
        list.add(3);
        list.add(4);
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            System.out.print(list.get(i)+" ");
        }
        System.out.println();
    }

方法2：

public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(1);
        list.add(2);
        list.add(3);
        list.add(4);
        for (Integer x:list) {
            System.out.print(x+" ");
        }
        System.out.println();
    }

方法3：
使用迭代器

public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(1);
        list.add(2);
        list.add(3);
        list.add(4);
        Iterator<Integer> it = list.listIterator();
        while (it.hasNext()) {
            System.out.print(it.next()+" ");
        }
        System.out.println();
    }

使用迭代器删除元素

我们删除集合小于3的元素

public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(1);
        list.add(2);
        list.add(3);
        list.add(4);
        Iterator<Integer> it = list.listIterator();
        while (it.hasNext()) {
            if(it.next() < 3) {
                it.remove();
            }
        }
        System.out.println(list);
    }

迭代器的remove方法只能删除当前指向的元素。

四、ArrayList的扩容机制

List<Integer> list = new ArrayList<>();

很多资料都在说这样初始化一个集合，说默认大小为10，那事实到底是不是如此呢？我们一步步查看源码一探究竟。

我们发现当前引用指向后面那个引用

我们发现这里的引用是一个空引用，初始集合时，是一个空集合。
那如何扩容呢？
既然我们的顺序表是空的，那如何add呢？



如果是无参构造的话，就传一个默认大小和传入大小的最大值。

我们可以发现如果大于数组大小时，就会grow。

我们可以发现计算一个新容量，和我们传入的大小做比较，如果新容量小于传入的大小时，指定当前集合大小为传入的大小。否则，对集合大小进行1.5倍扩容。

但如果我们1.5倍扩容的大小超过了这个指定的范围2147483639时

系统会报一个内存溢出异常。

1. 检测是否真正需要扩容，如果是调用grow准备扩容
2. 预估需要库容的大小
初步预估按照1.5倍大小扩容
如果用户所需大小超过预估1.5倍大小，则按照用户所需大小扩容
真正扩容之前检测是否能扩容成功，防止太大导致扩容失败
3. 使用copyOf进行扩容