本文出自：https://blog.csdn.net/DT235201314/article/details/79867960
一丶概述
面试：说说HashMap的底层实现原理？
小明：Android开发平时用ArrayList就够了，很少用HashMap。
面试：那你说说ArrayList
小明：。。。。
面试都喜欢问HashMap底层原理，而ArrayList是最长用到的，先说说ArrayList
二丶源码与原理
1.初始化
/**
* ArrayList初始化默认容量大小为10，见无参构造函数。
*/
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
/**
* 空实例共享的空数组实例。
*/
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
/**
* ArrayList成员存储在这个数组缓冲区中。
* 容量大小是这个缓冲区的长度
* 在添加第一个成员时都会扩充到DEFAULT_CAPACITY大小，即容量为10。
* transient这个关键字告诉我们该对象在序列化的时候请忽略这个元素
*/
transient Object[] elementData;
/**
* 逻辑长度
*/
private int size;
/**
* 传入长度
*/
public ArrayList(int initialCapacity) {
super();
if (initialCapacity < 0)
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
initialCapacity);
this.elementData = new Object[initialCapacity];
}
/**
* 初始化长度为10的数组
*/
public ArrayList() {
super();
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
}
/**
*创建一个包含collection的ArrayList
*/
public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
elementData = c.toArray();
size = elementData.length;
// c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
if (elementData.getClass() != Object[].class)
elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
}
image.png
说名：1：ArrayList底层是Object[]数组；2.空ArrayList指向同一个空数组,3.默认长度为10;
2.add方法：当ArrayList加入对象呢？
/**返回永远为true 无限扩容*/
public boolean add(E e) {
// 确定ArrayList的容量大小
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
//添加e到ArrayList中
elementData[size++] = e;
return true;
}
/**指定位置添加元素*/
public void add(int index, E element) {
if (index > size || index < 0)
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
size - index);
elementData[index] = element;
size++;
}
/**添加一个元素*/
public void add(E e) {
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
try {
int i = cursor;
ArrayList.this.add(i, e);
cursor = i + 1;
lastRet = -1;
expectedModCount = modCount;
limit++;
} catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
}
/**确定ArrarList的容量*/
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
if (elementData == EMPTY_ELEMENTDATA) {
minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}
/**判断是否需要扩容*/
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;
// overflow-conscious code
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
3.ArrayList扩容原理
/**扩容1.5倍，并重新copy值*/
private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;
// 若ArrayList的容量不足以容纳当前的全部元素则*1.5，设置 新的容量=“oldCapacity + (oldCapacity >> 1)
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
// minCapacity is usually close to size, so this is a win:
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
人工数组扩容方法图解(换成ArrayList的话这里大小控制为1.5倍，就对啦)：
image.png
image.png
4.Arrays.copyof()和System.arraycopy()方法
Arrays.copyof()
public static <T> T[] copyOf(T[] original, int newLength) {
return (T[]) copyOf(original, newLength, original.getClass());
}
public static <T,U> T[] copyOf(U[] original, int newLength, Class<? extends T[]> newType) {
T[] copy = ((Object)newType == (Object)Object[].class)
? (T[]) new Object[newLength]
: (T[]) Array.newInstance(newType.getComponentType(), newLength);
System.arraycopy(original, 0, copy, 0,
Math.min(original.length, newLength));
return copy;
}
System.arraycopy()
/**
*native修饰为用其它语言（C/C++）实现方法
* @param src 要拷贝的数组
* @param srcPos 要拷贝数组起始位置
* @param dest 目标数组
* @param destPos 目标数组要拷贝的起始位置
* @param length 要拷贝长度
*/
public static native void arraycopy(Object src, int srcPos,
Object dest, int destPos,
int length);
5.其他方法（略）
fill ：填充元素
remove：删除元素，后面元素会前移
fastremove：截取后部分
......
6.特点
image.png
7.时间复杂度
底层数组存/取元素效率非常的高(get/set)，时间复杂度是O(1)，而查找，插入和删除元素效率似乎不太高，时间复杂度为O(n)。
三丶推荐文章：
ArrayList底层数组扩容原理 - Java那些事儿专栏
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