純手寫Arraylist集合框架 相關視訊教程 http://www.itmayiedu.com/front/couinfo/125/0

作者:螞蟻課堂創始人-餘勝軍  

集合框架介紹

說明：對於以上的框架圖有如下幾點說明 

1.所有集合類都位於java.util包下。Java的集合類主要由兩個介面派生而出：Collection和Map，Collection和Map是Java集合框架的根介面，這兩個介面又包含了一些子介面或實現類。

2. 集合介面：6個介面（短虛線表示），表示不同集合型別，是集合框架的基礎。

3. 抽象類：5個抽象類（長虛線表示），對集合介面的部分實現。可擴充套件為自定義集合類。

4. 實現類：8個實現類（實線表示），對介面的具體實現。

5.Collection 介面是一組允許重複的物件。

6.Set 介面繼承Collection，集合元素不重複。

7.List 介面繼承Collection，允許重複，維護元素插入順序。

8.Map介面是鍵－值物件，與Collection介面沒有什麼關係。

9.Set、List和Map可以看做集合的三大類：

List集合是有序集合，集合中的元素可以重複，訪問集合中的元素可以根據元素的索引來訪問。

Set集合是無序集合，集合中的元素不可以重複，訪問集合中的元素只能根據元素本身來訪問（也是集合裡元素不允許重複的原因）。

Map集合中儲存Key-value對形式的元素，訪問時只能根據每項元素的key來訪問其value。

List框架介面

List集合代表一個有序集合，集合中每個元素都有其對應的順序索引。List集合允許使用重複元素，可以通過索引來訪問指定位置的集合元素。

 List介面繼承於Collection介面，它可以定義一個允許重複的有序集合。因為List中的元素是有序的，所以我們可以通過使用索引（元素在List中的位置，類似於陣列下標）來訪問List中的元素，這類似於Java的陣列。

 List介面為Collection直接介面。List所代表的是有序的Collection，即它用某種特定的插入順序來維護元素順序。使用者可以對列表中每個元素的插入位置進行精確地控制，同時可以根據元素的整數索引（在列表中的位置）訪問元素，並搜尋列表中的元素。實現List介面的集合主要有：ArrayList、LinkedList、Vector、Stack。

ArrayList核心程式碼

 Arraylist底層基於陣列實現

private Object[] elementData;

Arraylist底層預設陣列初始化大小為10個object陣列

public ExtArraylist() throws Exception {

      this(10);

}

     public ExtArraylist(intinitialCapacity) throws Exception {

      if (initialCapacity < 0){

            thrownewIllegalArgumentException("初始容量不能小於0 " + initialCapacity);

      }

      elementData = new Object[initialCapacity];

      }

新增元素後大於當前陣列的長度，則進行擴容,將陣列的長度增加原來陣列的一半。

// 增大陣列空間

      privatevoid grow(intminCapacity) {

      // overflow-conscious code

intoldCapacity = elementData.length;

      intnewCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >>1); // 在原來容量的基礎上加上

                                                                          // oldCapacity/2

if (newCapacity - minCapacity < 0)

      newCapacity = minCapacity; // 最少保證容量和minCapacity一樣

      if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)

           newCapacity = hugeCapacity(minCapacity); // 最多不能超過最大容量

      // minCapacity is usually close to size, so this is a win:

elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);

      }

純手寫Arraylist集合程式碼

/**
 * 自定義 ArrayList集合<br>
 * 作者: 每特教育-餘勝軍<br>
 * 聯絡方式:QQ644064779|WWW.itmayiedu.com<br>
 */
public class ExtArrayList<E> implements ExtList<E> {
	// ArrayList底層採用陣列存放
	private Object[] elementData;
	// 預設陣列容量
	private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
	// 記錄實際ArrayList大小
	private int size;

	// ArrayList 指定 陣列初始的容量
	public ExtArrayList(int initialCapacity) {
		if (initialCapacity < 0) {
			throw new IllegalArgumentException("初始容量不能小於0");
		}
		elementData = new Object[initialCapacity];
	}

	// 預設初始化容量為10;
	public ExtArrayList() {
		this(DEFAULT_CAPACITY);
	}

	// 執行緒安全問題ArrayList底層每次擴容是以1.5倍
	public void add(E e) {
		// 1.判斷實際存放的資料容量是否大於elementData容量
		ensureExplicitCapacity(size + 1);
		// 2.使用下標進行賦值
		elementData[size++] = e;
	}

	public void add(int index, Object object) {
		// 1.判斷實際存放的資料容量是否大於elementData容量
		ensureExplicitCapacity(size + 1);
		System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, size - index);
		elementData[index] = object;
		size++;
	}

	// int minCapacity 最當前size+1
	private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
		if (size == elementData.length) {
			// 原來本身elementData容量大小 2
			int oldCapacity = elementData.length;
			// 新資料容量大小 (oldCapacity >> 1)=oldCapacity/
			int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);// (2+2/2)=3
			// 如果初始容量為1的時候,那麼他擴容的大小為多少呢？
			if (newCapacity - minCapacity < 0)
				newCapacity = minCapacity; // 最少保證容量和minCapacity一樣
			// 將老陣列的值賦值到新陣列裡面去
			elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
		}
	}

	// 使用下標獲取陣列元素
	public E get(int index) {
		rangeCheck(index);
		return elementData(index);
	}

	E elementData(int index) {
		return (E) elementData[index];
	}

	public E remove(int index) {
		// 1.使用下標查詢該值是否存在
		E object = get(index);// index 2
		// 計算刪除元素後面的長度
		int numMoved = size - index - 1; // 5
		// 2.刪除原理 使用arraycopy往前移動資料,將最後一個變為空
		if (numMoved > 0)
			System.arraycopy(elementData, index + 1, elementData, index, numMoved);
		elementData[--size] = null;// 將最後一個元素變為空
		return object;
	}

	// 刪除相同元素刪除第一個
	public boolean remove(Object object) {
		for (int i = 0; i < elementData.length; i++) {
			Object value = elementData[i];
			if (value.equals(object)) {
				remove(i);
				return true;
			}
		}
		return false;
	}

	private void rangeCheck(int index) {
		if (index >= size)
			throw new IndexOutOfBoundsException("越界啦!");
	}

	public int getSize() {
		return size;
	}

}

最後總結

它底層使用的是陣列進行增刪和查詢。會定義全域性變數size，當增加元素時，執行size++，當刪除元素時，size--。這個size就是實際的集合大小

Add方法實現原理判斷實際要存放的容量是否大於elementData陣列的容量。如果大於則進行擴容，若小於則進行插入。插入時，要將該下標後面的資料全部後移。

Arraylist的Get方法實現原理
根據傳入的下標，到陣列中進行查詢。當然前提是下標值必須小於size。