ArrayList源码解析-Java8

/**
 * 默认容量
 */
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

/**
 * 共享的静态变量（一个空的数组）
 */
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};

/**
 * 默认空容量的数组
 */
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};

/**
 * 保存ArrayList中元素的真实数据，使用transient表示序列化时不计入该字段
 */
transient Object[] elementData;

/**
 * 记录ArrayList中元素的个数
 */
private int size;

/**
 * 允许申请的最大容量
 */
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;

public ArrayList() {
    // 无参构造方法，直接将保存数据的elementData设置为空数组
    this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}

public ArrayList(int initialCapacity) {
    // 传入的初始容量大于0，则会创建指定容量长度的数组
    if (initialCapacity > 0) {
        this.elementData = new Object[initialCapacity];
    } else if (initialCapacity == 0) {
        // 如果传入的初始容量为0，则指定为空数组
        this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
    } else {
        // 容量小于0，属于非法参数，直接抛出异常
        throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: " + initialCapacity);
    }
}

public ArrayList(Collection extends E> c) {
    elementData = c.toArray();
    if ((size = elementData.length) != 0) {
        // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
        if (elementData.getClass() != Object[].class) {
            // 将传入的集合复制到数组中
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
        }
    } else {
        // 如果传入的集合为空，那么直接设置为空的数组
        this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
    }
}

/**
 * 添加新元素（append）
 *
 * @param e 新元素
 */
public boolean add(E e) {
    // 判断是否需要扩容（元素数量+1 如果超过数组容量，则会进行扩容）
    ensureCapacityInternal(size + 1);

    // 将新元素放到最后一个元素后面（同时元素数量加1）
    elementData[size++] = e;
    return true;
}

/**
 * 将新元素插入指定位置
 */
public void add(int index, E element) {
    // 检测index是否越界
    rangeCheckForAdd(index);

    // 检测是否需要扩容（若需要，则进行扩容），同时修改modCount+1
    ensureCapacityInternal(size + 1);

    // 将index后面元素统统往后移动一个位置，空出index位置
    System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, size - index);

    // 将新元素放入index位置
    elementData[index] = element;

    // 元素数量加1
    size++;
}

/**
 * 检测指定的index是否越界
 */
private void rangeCheckForAdd(int index) {
    if (index > size || index 

/**
 * 确保内部数组的容量满足minCapacity
 *
 * @param minCapacity 期望的最小容量
 */
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
    ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
}

/**
 * 计算容量（正确容量）
 *
 * @param elementData 保存元素的数组
 * @param minCapacity 期望的最小容量
 * @return 确定容量
 */
private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
    // 如果数组为空数组，那么就取minCapacity和默认容量10的较大值
    if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
        return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
    }

    // 数组不为空，直接返回minCapacity
    return minCapacity;
}

private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
    // 记录数组的修改次数
    modCount++;

    // 是否minCapacity超过当前数组的长度（当前容量），证明需要扩容（扩容的时机，重要！！！！）
    if (minCapacity - elementData.length > 0) {
        grow(minCapacity);
    }
}

/**
 * 数组扩容
 *
 * @param minCapacity 希望扩容后的数组长度
 */
private void grow(int minCapacity) {
    int oldCapacity = elementData.length;               // 旧数组的长度
    int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); // 新数组的容量（旧数组的1.5倍）

    // 判断计算后的新数组容量是否满足要求的最小容量
    // 如果不满足，则直接将新数组的容量设置为需要的容量
    if (newCapacity - minCapacity  0) {
        newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
    }

    // 申请一个新数组（新容量），然后将原数组的数据拷贝到新数组中
    elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}

/**
 * 删除指定位置的元素
 */
public E remove(int index) {
    // 判断数组是否越界
    rangeCheck(index);

    // 修改次数加1
    modCount++;

    // 从数组中返回下标为index的元素
    E oldValue = elementData(index);

    // 计算需要移动的元素数量
    int numMoved = size - index - 1;
    
    // 如果需要移动的元素数量大于0（也就是删除的元素不是最后一个元素）
    // 则将index+1开始元素一次往前移动一个位置
    if (numMoved > 0) {
        System.arraycopy(elementData, index + 1, elementData, index, numMoved);
    }
    
    // 将最后一个元素的位置删除（置位null，让GC的时候清除对应的内存）
    elementData[--size] = null;

    // 返回被删除的元素
    return oldValue;
}

/**
 * 判断数组是否越界
 *
 * @param index 指定数组下标
 */
private void rangeCheck(int index) {
    if (index >= size) {
        throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
    }
}

/**
 * 返回数组中下标为index的元素
 * @param index
 * @return
 */
@SuppressWarnings("unchecked")
E elementData(int index) {
    return (E) elementData[index];
}

/*--------------------------------------------------------*/

/**
 * 删除指定元素（遍历数组中的元素，删除第一个匹配的元素）
 *
 * @return true:删除元素； false:未找到要删除的元素
 */
public boolean remove(Object o) {
    if (o == null) {
        for (int index = 0; index  0) {
        System.arraycopy(elementData, index + 1, elementData, index, numMoved);
    }

    // 将数组空出的最后一个位置置位null（GC时清除元素），然后数组元素减1
    elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
}

/**
 * 缩容操作，将底层数组组调整为size长度
 */
public void trimToSize() {
    // 修改次数加1
    modCount++;

    // 如果数组中的元素数量小于数组的长度，才进行缩容
    // 如果数组中没有元素，则将底层数组切换为一个空数组，否则就换为size大小的数组
    if (size 

/**
 * 返回ArrayList中index下标的元素
 */
public E get(int index) {
    // 数组越界检测
    rangeCheck(index);

    // 返回index下标的元素
    return elementData(index);
}

/**
 * 判断数组是否越界
 *
 * @param index 指定数组下标
 */
private void rangeCheck(int index) {
    if (index >= size) {
        throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
    }
}

/**
 * 返回数组中下标为index的元素
 *
 * @param index
 * @return
 */
@SuppressWarnings("unchecked")
E elementData(int index) {
    return (E) elementData[index];
}