内功心法 -- java.util.ArrayList<E> (1)
写在前面的话：读书破万卷，编码如有神
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下文主要对java.util.ArrayList<E>进行整体性介绍，主要内容包括:
1、 ArrayList概述
2、 ArrayList中的属性、构造方法、常用方法介绍
3、 ArrayList遍历
参考内容:
1、JDK源码(1.7)
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1. ArrayList概述
java.util.ArrayList<E>是一个什么玩意，它有什么功能，我们拿ArrayList能够干嘛?
简单点说：java.util.ArrayList<E>是一个列表类，它是用来存放其他Java对象，内部是通过数组来实现的。
先看下面的图(简略图):
(1)java.util.ArrayList<E> 是一个列表，用来存放其它java对象的，只要是java对象就可以往ArrayList里面放
(2)java.util.ArrayList<E>内部是通过数组来实现的:
当数组容量不够的时候，会对数组容量进行扩容
可以通过数组下标来快速的访问ArrayList里面的元素
当新增或者删除ArrayList里面的元素时，可能会涉及到移位操作
可以截取数组的子数组操作
java.util.ArrayList<E>的定义如下:
1 public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> 2 implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable{ 3 //fields 4 5 //constructor 6 7 //methods 8 9 //inner class 'Itr' 10 11 //inner class 'ListItr' 12 13 //inner class 'SubList' 14 }
从ArrayList类的定义中可以看到，它好复杂哟,定义了那么多的东西，又有父类，又实现了接口等等，这都要怪它的'祖宗',定义了那么多的规范、规则。(@_@)
好了，不多废话，撸起袖子继续干:
下面来看看一副图:
2. ArrayList中的属性、构造方法、常用方法介绍
先来对java.util.ArrayList<E>的描述进行一些约定:
下面文中的:
'列表'代表ArrayList内部的Object[] elementData数组
'列表大小'代表ArrayList内部的Object[] elementData数组的长度
'元素'代表往ArrayList中添加的Java对象
2.1 java.util.ArrayList<E>的常见属性
1 //序列号 2 private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L; 3 //ArrayList实际存储元素的地方 4 private transient Object[] elementData; 5 //ArrayList中存储的元素个数 6 private int size; 7 //ArrayList最多存储元素的个数 8 private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8; 9 //fast-fail失败机制标记 10 protected transient int modCount = 0;
2.2 java.util.ArrayList<E>的构造方法
第一种：默认构造方法（无参数构造方法）
1 public ArrayList()
第二种: 带初始列表容量大小参数的构造方法
1 public ArrayList(int initialCapacity)
第三种:带初始化子列表参数的构造方法
1 public ArrayList(Collection<? extends E> c)
2.3 java.util.ArrayList<E>的常用方法
| 修改操作 | boolean add(E e) | 将指定的元素添加到此列表的尾部 |
| void add(int index,E element) | 将指定的元素插入此列表中的指定位置 | |
| E remove(int index) | 移除此列表中指定位置上的元素 | |
| boolean remove(Object o) | 移除此列表中首次出现的指定元素 | |
| E set(int index,E element) | 用指定的元素替代此列表中指定位置上的元素 | |
| 批量操作 | boolean addAll(Collection<? extends E> c) | 将子集合c中的元素添加到此集合中 |
| boolean addAll(int index,Collection<? extends E> c) | 将子集合c中的元素添加到此集合中的index位置开始处 | |
| void clear() | 清空此集合 | |
| protected void removeRange(int fromIndex,int toIndex) | 移除集合中索引在fromIndex(包括)和toIndex(不包括)之间的所有元素 | |
| public boolean removeAll(Collection<?> c) | 移除此collection中那些也包含在指定collection中的所有元素 | |
| public boolean retainAll(Collection<?> c) | 仅保留在子集合c中那些也包含在此集合中的元素 | |
| 查询操作 | boolean contains(Object o) | 判断集合中是否包含了元素o |
| E get(int index) | 返回此集合中index位置上的元素 | |
| int indexOf(Object o) | 返回此集合中首次出现元素o的位置 | |
| boolean isEmpty() | 判断此集合是否为空 | |
| int lastIndexOf(Object o) | 返回此集合中最后一次出现元素o的位置 | |
| int size() | 返回此集合中元素的个数 | |
| 其他操作 | Object clone() | 返回此列表实例的浅复制 |
| void ensureCapaCity(int minCapacity) | 如有必要,增加此列表实例的容量,以确保它至少能够容纳最小容量参数所指定的元素数 | |
| void trimToSize() | 将此列表实例的容量调整为列表的当前大小 | |
| 数组操作 | Object[] toArray() | 按适当顺序返回包含此列表中所有元素的数组 |
| <T> T[] toArray(T[] a) | 按适当顺序返回包含此列表中所有元素的数组 | |
| Iterator和子List操作 | ListIterator<E> listIterator(int index) | 返回列表的ListIterator实例 |
| ListIterator<E> listIterator() | 返回列表的ListIterator实例 | |
| Iterator<E> iterator() | 返回列表的Iterator实例 | |
| List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) | 返回列表的子列表 |
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3. ArrayList遍历方法
java.util.ArrayList<E>支持三种遍历方式:
第一种: 通过索引值去遍历（随机遍历）
第三种: 通过增强的for循环去遍历
第三种: 通过迭代器去遍历
下面就来看看三种遍历方式的示例代码和遍历的效率比较:
1 import java.util.ArrayList; 2 import java.util.Iterator; 3 import java.util.List; 4 5 6 public class ArrayListAccessDemo { 7 /** 8 * 通过索引值去遍历（随机访问） 9 */ 10 public static void accessByIndex(List<Integer> list){ 11 long beginTime = System.currentTimeMillis(); 12 for(int i = 0;i < list.size();i++){ 13 list.get(i); 14 } 15 long endTime = System.currentTimeMillis(); 16 long totalTime = endTime - beginTime; 17 System.out.println("通过索引值去遍历（随机访问） 花费的时间:" + totalTime+" 毫秒"); 18 19 } 20 21 /** 22 * 通过增强的for循环去遍历 23 */ 24 public static void accessByFor(List<Integer> list){ 25 long beginTime = System.currentTimeMillis(); 26 for(Integer i : list){ 27 list.get(i); 28 } 29 long endTime = System.currentTimeMillis(); 30 long totalTime = endTime - beginTime; 31 System.out.println("通过增强的for循环去遍历 花费的时间:" + totalTime+" 毫秒"); 32 33 } 34 35 /** 36 * 通过Iterator迭代器去遍历 37 */ 38 public static void accessByIterator(List<Integer> list){ 39 long beginTime = System.currentTimeMillis(); 40 Iterator<Integer> it = list.iterator(); 41 while(it.hasNext()){ 42 it.next(); 43 } 44 long endTime = System.currentTimeMillis(); 45 long totalTime = endTime - beginTime; 46 System.out.println("通过Iterator迭代器去遍历 花费的时间:" + totalTime+" 毫秒"); 47 48 } 49 50 public static void main(String[] args) { 51 //创建一个ArrayList实例 52 List<Integer> list = new ArrayList<Integer>(); 53 //往ArrayList实例中添加数据 54 for(int i = 0;i < 10000000;i++){ 55 list.add(i); 56 } 57 58 accessByIndex(list); 59 accessByFor(list); 60 accessByIterator(list); 61 } 62 } 63 64 运行结果: 65 ArrayList中有100W条数据时： 66 通过索引值去遍历（随机访问） 花费的时间:2 毫秒 67 通过增强的for循环去遍历 花费的时间:9 毫秒 68 通过Iterator迭代器去遍历 花费的时间:4 毫秒 69 70 ArrayList中有500W条数据时： 71 通过索引值去遍历（随机访问） 花费的时间:4 毫秒 72 通过增强的for循环去遍历 花费的时间:20 毫秒 73 通过Iterator迭代器去遍历 花费的时间:9 毫秒 74 75 ArrayList中有1000W条数据时： 76 通过索引值去遍历（随机访问） 花费的时间:3 毫秒 77 通过增强的for循环去遍历 花费的时间:32 毫秒 78 通过Iterator迭代器去遍历 花费的时间:13 毫秒 79 80 ArrayList中有5000W条数据时： 81 通过索引值去遍历（随机访问） 花费的时间:3 毫秒 82 通过增强的for循环去遍历 花费的时间:118 毫秒 83 通过Iterator迭代器去遍历 花费的时间:55 毫秒
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