如何用源码分析ArrayList

ArrayList概述

ArrayList是Java集合框架中的一个类，它实现了List接口。ArrayList可以存储任意类型的对象，并动态地调整数组的大小。它提供了一系列的方法用于操作和访问集合中的元素。

源码分析

下面我们将分析ArrayList的源码，重点关注其中的一些重要方法和关键实现。

1. ArrayList的底层数据结构

ArrayList的底层数据结构是一个可变数组，也就是动态数组。它通过一个Object数组elementData来存储集合中的元素。当我们使用ArrayList添加元素时，如果当前的elementData数组容量不足以容纳新的元素，ArrayList会通过调用resize方法来进行扩容，扩容的机制是创建一个新的容量更大的数组，并将原数组中的元素复制到新数组中。

2. 添加元素的方法

ArrayList提供了多个添加元素的方法，比如add、addAll、add(index, element)等。我们以add方法为例进行分析。

public boolean add(E e) {
    ensureCapacity(size + 1);  // 确保容量足够
    elementData[size++] = e;  // 将元素添加到数组中
    return true;
}

在add方法中，首先通过ensureCapacity方法来确保容量足够，如果不够则进行扩容。然后将元素添加到elementData数组中，并将ArrayList的size加1。最后返回true表示添加成功。

3. 删除元素的方法

ArrayList提供了多个删除元素的方法，比如remove、removeAll、remove(index)等。我们以remove方法为例进行分析。

public boolean remove(Object o) {
    if (o == null) {
        for (int index = 0; index < size; index++)
            if (elementData[index] == null) {
                fastRemove(index);
                return true;
            }
    } else {
        for (int index = 0; index < size; index++)
            if (o.equals(elementData[index])) {
                fastRemove(index);
                return true;
            }
    }
    return false;
}

在remove方法中，首先判断要删除的元素是否为null，如果是null，则遍历数组找到第一个为null的元素，并调用fastRemove方法进行删除。如果要删除的元素不为null，则遍历数组找到与之相等的元素，并调用fastRemove方法进行删除。最后返回false表示删除失败。

总结

通过源码分析，我们了解到ArrayList的底层是使用一个可变数组来存储元素，并提供了一些常用的方法供我们操作集合中的元素。ArrayList具有动态扩容和遍历查找删除的功能，它在大多数场景下都能够满足我们的需求。但是需要注意的是，ArrayList在插入和删除元素时会导致数组的元素移动，因此效率较低，如果需要频繁的插入和删除操作，可能需要考虑使用LinkedList等其他数据结构。