基于Eclipse Adoptium jdk-11.0.13.8-hotspot，对ArrayList的源码进行分析

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打开ArrayList的源码一看，有几属性：

• DEFAULT_CAPACITY：默认容量是10
• EMPTY_ELEMENTDATA：空数组
• DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA：默认用来判断扩容的空数组
• elementData：用来存储元素的数组
• 其他的不展示了，太多了

ArrayList默认构造函数

ArrayList默认的构造函数，会将elementData初始化为DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA，就是一个空数组。

add(element)方法

先看看ArrayList.add(element)方法，这里面调用了另外一个add()方法，跟进去看看：

这个add(element)方法，首先会判断一下size是否与数组的长度一样，如果一样，就会调用grow()方法，进行扩容，把elementData扩容到10个，这个扩容的源码后面再分析了。

如果不一样，直接插入数组的里面，刚开始的话呢，s就是0，也就是插入数组的第一个位置，并且对size加1。

这个size+1呢，就是下个元素插进来的的时候，都是插入数组的尾部。

插入示例：

List<String> arr = new ArrayList<>();
arr.add("张三");
arr.add("李四");

// 第一次插入的时候差不多就是这样
// s = 0;
// elementData[s] = "张三";
// size = s + 1;
// elementData=["张三", null, null, null, null, null, null, null, null, null];

// 第二次插入
// s = 1;
// elementData[s] = "李四";
// size = s + 1;
// elementData=["张三","李四", null, null, null, null, null, null, null, null];

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add的基本原理就是这样。

add(index, element)方法

再来看看add(index, element)这个方法，一开始检查是否越界。

然后这一行代码，如果数组是空的或者容量不够用了，就去执行grow()进行扩容。

if ((s = size) == (elementData = this.elementData).length)
    elementData = grow();

这下面的代码，简单的说，就是把这个位置的元素以及后面的元素全部往后面一个位置拷贝，然后再把新元素覆盖在指定的位置。

最后size再加一。

System.arraycopy(elementData, index,
                 elementData, index + 1,
                 s - index);
elementData[index] = element;
size = s + 1;

示例：

List<String> arr = new ArrayList<>();
arr.add("张三");
arr.add("李四");
// elementData=["张三", "李四", null, null, null, null, null, null, null, null];
arr.add(1,"王五");
// add(index, elementData) 之后
// 先把 "李四"这个元素，以及后面的元素，全部拷贝，然后再往后面一格粘贴
// elementData=["张三", "李四", "李四", null, null, null, null, null, null, null];
// 然后再把新的元素插入（覆盖）进来
// elementData=["张三", "王五", "李四", null, null, null, null, null, null, null];

把元素添加到指定的位置，这个原理就是这么简单，下面继续来看看set(index, element)方法。

set(index, element)方法

再来看看set(index, e)方法里面的源码，这个set()方法其实就是替换指定位置的元素：

Objects.checkIndex(index, size)，这行代码没啥好说的，就是检查一下插入的位置，越界没有。

E oldValue = elementData(index)，这行代码就是获取出来这个位置原来的元素。

elementData[index] = element，将新的元素设置到这个位置。

最后返回旧的元素。

Set示例：

List<String> arr = new ArrayList<>();
arr.add("张三");
arr.add("李四");
// elementData=["张三","李四", null, null, null, null, null, null, null, null];
arr.set(1, "王五");
// set 之后，直接覆盖掉 "李四" 这个元素
// elementData=["张三","王五", null, null, null, null, null, null, null, null];

set(index, element)方法的原理，简单的说就是这样。

get(index)方法

get(index)方法，这个代码很简单，一开始检查是否越界。

然后调用elementData(index)方法。

elementData(index)方法就更加简单了，直接通过下标找到元素。

remove(index)方法

remove(index)方法：

开始检查下标是否越界，然后把elementData赋值给es，然后通过下标从es[]数组中获取出来要删除的元素。

然后调用fastRemove(element, index)方法。

fastRemove(element, index)方法：

这行代码，就是判断一下新的size是否大于删除的下标。

然后把后面的元素拷贝一份，往前一格粘贴。

if ((newSize = size - 1) > i)
    System.arraycopy(es, i + 1, es, i, newSize - i);

最后这一行代码：

就是把最后一位元素给设置为null，清掉。

es[size = newSize] = null;

示例：

ArrayList<String> arr = new ArrayList<>();
arr.add("张三");
arr.add("李四");
// elementData=["张三","李四", null, null, null, null, null, null, null, null];
arr.remove(0);
// removes时，先把要删除元素的位置的后面的所有元素，拷贝一份，然后往前面一格粘贴，这个时候数组里是这样的：
// elementData=["李四","李四", null, null, null, null, null, null, null, null];
// 然后再把数组里面的最后一个元素给设置为null，清掉，此时数组里面是这样的：
// elementData=["李四",null, null, null, null, null, null, null, null, null];

remove(object)方法

remove(object)方法：

主要是看found这个label标签里面的循环，其实就是从数组里面找到这个元素，在找的过程中会计算这个下标，找到之后就去执行fastRemove(elementData,index)方法。

最后去删除这个元素等一大堆操作。

上面分析过了，就不再分析了。

最后再说一下，像add(index, element)和remove(index、object)这种方法，每次随机的插入和删除都要去拷贝数组，性能是很差的。