? ? ArrayList是經常使用的集合類，底層基于數組實現，訪問元素的時間復雜度是O(1),但是增刪元素的時間復雜度為O(n),這點和LinkedList剛好相反。每次增刪會修改modCount（從父類AbstractList繼承而來）。數組容量不夠時，一般來說會1.5倍擴容。不多說，下面看看數組列表的屬性和方法吧。

1.基本屬性

? ? private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;//默認初始大小

? ? private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};//空數組，指定大小的空的ArrayList共享此對象

? ? private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};//空數組，默認大小的空的ArrayList共享

? ? transient Object[] elementData; //對象數組

? ? private int size;//數組實際存儲對象大小，注意與“elementData.length”的區別

2.構造方法

? ? ArrayList有三個構造方法，分別為指定初始容量、無參構造、傳入Collection構造三個構造方法。不多說，其中會用到上面提到的兩個類變量EMPTY_ELEMENTDATA以及DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA。

圖1 構造方法

3.擴容

? ? ensureCapacity方法的調用可能會引起數組擴容。假設第一次調用ensureCapacity方法時elementData為空，則minExpand為0，一般而言會引起擴容；之后再調用ensureCapacity方法，minExpand至少為10。不多說，詳見代碼注釋。

圖2 ?擴容_1

之后調用ensureExplicitCapacity()方法，調用grow()方法通過Arrays.copyOf()擴容。如果擴容，容量至少會增加0.5倍（有這么幾種特殊情況會導致增加超過0.5倍或達不到0.5倍：第一次可能從0擴大到10、整體容量不能超過Integer.MAX_VALUE限制、假設原來有10個元素，現需要通過addAll方法添加100個元素），具體過程詳見代碼和注釋。

圖3 擴容_2

4.清除數組多余容量trimToSize()方法，調用后size與elementData.length相等。

圖4 trimToSize()方法

? ? 5.是否包含元素[contains()]、得到指定元素序號[indexOf()]。之所以這里兩個方法放在一起講，是因為contains()調用indexOf()方法判斷是否包含某元素。index返回指定元素首次出現的序號，如果不存在則返回-1。如果元素為空則用“==”判斷，如果非空則利用“equals()”判斷。

圖6 序號&包含

? ? 6.根據size得到列表容量，列表是否為空。

圖7 容量&是否為空

? ? 7.獲取指定序號的元素。可以通過0-(size-1)獲取指定元素。rangeCheck()會使大于等于size的序號拋出異常。底層通過數組快速定為到指定元素。

圖8 獲取元素

? ? 8.修改指定序號的元素。注意，這里并沒有修改modCount，因為此方法并沒有修改數組的整體結構。

圖9 修改指定序號的元素

? ? 9.添加元素的兩個方法。如果沒有制定序號，則在數組最后一位添加。ensureCapacityInternal()方法會使modCount++。如果指定序號，則從序號到size的元素都要往后移動一位。這就是ArrayList添加元素相對低效的原因。

圖10 添加元素

? ? 10.刪除元素。如果指定序號，則從序號后一位到size的元素往前移動一位；如果傳入指定對象，則先通過遍歷找到該對象第一次出現的序號，通過fastRemove()移動元素。當然，數組最后位的需要置空，并且size--。

圖11 指定序號刪除

圖12 指定對象刪除

? ? 11.清空數組元素clear()方法。

圖13 清空元素

? ? 12 添加Collection所有元素到列表。如果指定沒有制定序號，則拷貝到列表尾部；如果指定序號，則拷貝到序號后面，原序號后元素移動 [Collection對象長度] 位數。

圖14 批量添加

? ? 13.刪除區間，注意這是一個protected方法。[fromIndex，toIndex)之間的數據將會被刪除。

圖15 區段刪除

? ? 14.批量刪除batchRemove方法。removeAll和retainAll的底層實現。“c.contains(elementData[r]) == complement”是關鍵代碼，其中c是Collection參數，complement是boolean類型參數。如果complement為false，意味著原列表中不在c集合的元素將會保留（c.contains(elementData[r])為false，elementData[r]將會保留）；同理，如果complement為true，意味著原列表元素在c集合的元素將會保留（此時，c.contains(elementData[r])為true，與complement相等，elementData[r]將會保留），詳細過程請看代碼注釋。

圖16 批量刪除

? ? 15轉換數組，有兩個方法toArray()和toArray(T[] a)。對于toArray()，通過Arrays.copyOf()會返回Object[]數組，雖然該數組中的元素還是T類型，但是如果把Object[]強制轉換成T[]，則會報ClassCastException異常。

圖17 強轉異常

? ? 對于toArray(T[] a)，如果a.length小于size，則會返回一個新的數組，否則返回a。如果a.length大于size，還會把 a[size]置空，size+1后元素不變。

圖18 轉換數組_2

? ? 總結，相對而言數組列表還是比較簡單的數據結構，它底層通過數組實現。關于列表的equals和hashCode以及迭代相關方法后續會專門講解。