# Java拾遗-集合-List
JDK 版本为 1.8
# 1. Vector
/**
* Vector源码解析
*
* @author wliduo[i@dolyw.com]
* @date 2020/8/26 15:21
*/
public class T01_Vector<E> {
/**
* 存储数据的数组，大小构造方法可以赋值，initialCapacity数组初始化大小默认为10
*/
protected Object[] elementData;
/**
* 当前数组中的有效数据大小(就是size方法返回值)，比如数组是10的空间，但是只有8个有效数据，后面的数据都为null
*/
protected int elementCount;
/**
* 数组增量因子，如果大于0就是当前的数量，小于等于0默认为原来的两倍，构造方法可以赋值
*/
protected int capacityIncrement;
/**
* 最大数组容量
*/
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
/**
* 默认构造方法，可以设置数组初始化大小和增量因子
*/
public T01_Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement) {
super();
if (initialCapacity < 0)
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
initialCapacity);
this.elementData = new Object[initialCapacity];
this.capacityIncrement = capacityIncrement;
}
/**
* 默认构造方法，默认数组大小10，设置增量因子为0，默认两倍扩容
*/
public T01_Vector(int initialCapacity) {
this(initialCapacity, 0);
}
/**
* 默认构造方法，默认数组大小10，设置增量因子为0，默认两倍扩容
*/
public T01_Vector() {
this(10);
}
/**
* 构造方法传集合，拿到传入的集合，转成数组，进行深拷贝，长度和传入集合长度一致
*/
public T01_Vector(Collection<? extends E> c) {
elementData = c.toArray();
elementCount = elementData.length;
// c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
if (elementData.getClass() != Object[].class)
elementData = Arrays.copyOf(elementData, elementCount, Object[].class);
}
/**
* 扩容前的判断
*
* @param minCapacity
*/
private void ensureCapacityHelper(int minCapacity) {
// 判断当前最小有效数据大于数组长度，则需要扩容数组
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
/**
* 数组核心扩容方法
*
* @param minCapacity
*/
private void grow(int minCapacity) {
// 拿到当前数组大小
int oldCapacity = elementData.length;
// 判断数组增量因子是否大于0，大于0，扩容量为增量因子的值，不大于0默认为原来两倍
int newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ?
capacityIncrement : oldCapacity);
// 扩容后的大小比当前最小数据量还小的话，直接用最小数据量
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
// 扩容后的大小比最大数组容量还大的话，就使用返回一个更大的数Integer.MAX_VALUE
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
// 拿到最后数据扩容大小，创建新数组，再把原来数据复制到新数组中
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
if (minCapacity < 0) // overflow
throw new OutOfMemoryError();
return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
Integer.MAX_VALUE :
MAX_ARRAY_SIZE;
}
/**
* 添加方法，返回的永远的true
*/
public synchronized boolean add(E e) {
/*modCount++;*/
// 先进行扩容判断
ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
// 然后将新加的数据放入有效数据的下一位
elementData[elementCount++] = e;
return true;
}
/**
* 指定位置添加(插入)，没有返回值
*
* @param index
* @param element
*/
public void add(int index, E element) {
insertElementAt(element, index);
}
public synchronized void insertElementAt(E obj, int index) {
/*modCount++;*/
// 必须是有效数据内的插入才行，不然会出现越界异常
if (index > elementCount) {
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index
+ " > " + elementCount);
}
// 进行扩容判断
ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
// 从index开始的数据全部后移，底层是native方法
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, elementCount - index);
// 当前坐标赋值
elementData[index] = obj;
// elementCount++
elementCount++;
}
/**
* 获取指定下标的值
*
* @param index
* @return
*/
public synchronized E get(int index) {
// 必须是有效数据内的才行，不然会出现越界异常
if (index >= elementCount)
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);
// 获取
/*return elementData(index);*/
return null;
}
/**
* 更新指定坐标的值，返回值为旧值
*
* @param index
* @param element
* @return
*/
public synchronized Object set(int index, E element) {
// 必须是有效数据内的才行，不然会出现越界异常
if (index >= elementCount)
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);
// 拿到旧值
/*E oldValue = elementData(index);*/
E oldValue = null;
// 更新新值
elementData[index] = element;
// 返回值为旧值
return oldValue;
}
/**
* 移除指定下标，返回被删除的元素
*
* @param index
* @return
*/
public synchronized E remove(int index) {
/*modCount++;*/
// 必须是有效数据内的才行，不然会出现越界异常
if (index >= elementCount)
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);
// 拿到移除的值
/*E oldValue = elementData(index);*/
E oldValue = null;
// 计算集合需要移动元素个数
int numMoved = elementCount - index - 1;
// 如果需要移动元素个数大于0
if (numMoved > 0)
// 删除的坐标后的数据全部往前移动一位，使用arrayCopy底层native方法进行拷贝
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
numMoved);
// 将源集合后一个元素置为null，尽早让垃圾回收机制对其进行回收
elementData[--elementCount] = null; // Let gc do its work
// 返回被删除的元素
return oldValue;
}
/**
* 移除当前元素，返回成功失败
*
* @param o
* @return
*/
public boolean remove(Object o) {
return removeElement(o);
}
public synchronized boolean removeElement(Object obj) {
/*modCount++;*/
// 查找当前元素存在的左边
int i = indexOf(obj);
// 存在去移除，返回true，不存在返回false
if (i >= 0) {
removeElementAt(i);
return true;
}
return false;
}
public int indexOf(Object o) {
// 从0开始找
return indexOf(o, 0);
}
public synchronized int indexOf(Object o, int index) {
// 找到返回坐标，没找到为-1
if (o == null) {
for (int i = index ; i < elementCount ; i++)
// 元素等于null
if (elementData[i]==null)
return i;
} else {
for (int i = index ; i < elementCount ; i++)
// 元素不等于null，用equals判断是否一样
if (o.equals(elementData[i]))
return i;
}
return -1;
}
public synchronized void removeElementAt(int index) {
/*modCount++;*/
// 必须是有效数据内的才行，不然会出现越界异常
if (index >= elementCount) {
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " +
elementCount);
}
else if (index < 0) {
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);
}
// 计算集合需要移动元素个数
int j = elementCount - index - 1;
// 如果需要移动元素个数大于0
if (j > 0) {
// 删除的坐标后的数据全部往前移动一位，使用arrayCopy底层native方法进行拷贝
System.arraycopy(elementData, index + 1, elementData, index, j);
}
// 将源集合后一个元素置为null，尽早让垃圾回收机制对其进行回收
elementCount--;
elementData[elementCount] = null; /* to let gc do its work */
}
}
# 2. ArrayList
/**
* ArrayList源码解析
*
* @author wliduo[i@dolyw.com]
* @date 2020/8/26 15:21
*/
public class T02_ArrayList<E> {
/**
* 默认数组大小
*/
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
/**
* 空数组，Shared empty array instance used for empty instances.
*/
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
/**
* 空数组，Shared empty array instance used for default sized empty instances. We
* distinguish this from EMPTY_ELEMENTDATA to know how much to inflate when
* first element is added.
*/
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
/**
* 存储数据的数组，elementData.length为数组实际大小
* 当新增元素size > elementData.length后就需要扩容数组，每次1.5倍
*/
transient Object[] elementData;
/**
* 当前数组大小
*/
private int size;
/**
* 最大数组容量
*/
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
/**
* 默认构造方法，可以设置数组初始化大小
*/
public T02_ArrayList(int initialCapacity) {
if (initialCapacity > 0) {
this.elementData = new Object[initialCapacity];
} else if (initialCapacity == 0) {
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
} else {
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
initialCapacity);
}
}
/**
* 默认空构造方法，数组初始化空
*/
public T02_ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
/**
* 构造方法传集合，拿到传入的集合，转成数组，进行深拷贝，长度和传入集合长度一致
*/
public T02_ArrayList(Collection<? extends E> c) {
elementData = c.toArray();
// 传入的集合为空，也初始化空数组
if ((size = elementData.length) != 0) {
// c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
if (elementData.getClass() != Object[].class)
elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
} else {
// replace with empty array.
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
}
}
/**
* 扩容前的判断
* @param minCapacity
*/
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
// 实际修改集合次数++ (在扩容的过程中没用，主要是用于迭代器中)
/*modCount++;*/
// 判断当前数组大小大于数组实际大小，则需要扩容数组
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
/**
* 数组核心扩容方法
*
* @param minCapacity
*/
private void grow(int minCapacity) {
// 拿到当前数组实际大小
int oldCapacity = elementData.length;
// 默认为原来1.5倍 >> 右移 oldCapacity/2
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
// 判断新容量 - 小容量是否小于 0, 如果是第一次调用add方法必然小于
if (newCapacity - minCapacity < 0)
// 还是将小容量赋值给新容量
newCapacity = minCapacity;
// 判断新容量-大数组大小 是否>0，如果条件满足就计算出一个超大容量
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
// 调用数组工具类方法，创建一个新数组，将新数组的地址赋值给elementData
// minCapacity is usually close to size, so this is a win:
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
if (minCapacity < 0) // overflow
throw new OutOfMemoryError();
return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
Integer.MAX_VALUE :
MAX_ARRAY_SIZE;
}
/**
* 添加方法，返回的永远的true
*
* @param e
* @return
*/
public boolean add(E e) {
// 扩容操作
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
// 赋值后size++
elementData[size++] = e;
return true;
}
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
// 判断集合存数据的数组是否等于空容量的数组
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
// 通过小容量和默认容量求出较大值 (用于第一次扩容)
minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
// 将if中计算出来的容量传递给下一个方法，继续校验
ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}
public void add(int index, E element) {
// 数组越界判断
rangeCheckForAdd(index);
// 扩容判断
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
// 从index开始的数据全部后移，底层是native方法
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
size - index);
// 当前坐标赋值
elementData[index] = element;
// size++
size++;
}
private void rangeCheckForAdd(int index) {
// 数组越界判断
if (index > size || index < 0)
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
private String outOfBoundsMsg(int index) {
return "Index: "+index+", Size: "+size;
}
/**
* 获取指定下标的值
*
* @param index
* @return
*/
public E get(int index) {
// 数组越界判断
rangeCheck(index);
// 获取
/*return elementData(index);*/
return null;
}
private void rangeCheck(int index) {
// 数组越界判断
if (index >= size)
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
/**
* 更新指定坐标的值，返回值为旧值
*
* @param index
* @param element
* @return
*/
public E set(int index, E element) {
// 数组越界判断
rangeCheck(index);
// 拿到旧值
/*E oldValue = elementData(index);*/
E oldValue = null;
// 更新新值
elementData[index] = element;
// 返回值为旧值
return oldValue;
}
/**
* 移除指定下标，返回被删除的元素
*
* @param index
* @return
*/
public E remove(int index) {
// 数组越界判断
rangeCheck(index);
/*modCount++;*/
// 拿到移除的值
/*E oldValue = elementData(index);*/
E oldValue = null;
// 计算集合需要移动元素个数
int numMoved = size - index - 1;
// 如果需要移动元素个数大于0
if (numMoved > 0)
// 删除的坐标后的数据全部往前移动一位，使用arrayCopy底层native方法进行拷贝
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
numMoved);
// 将源集合后一个元素置为null，尽早让垃圾回收机制对其进行回收
elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
// 返回被删除的元素
return oldValue;
}
/**
* 移除当前元素，返回成功失败
*
* @param o
* @return
*/
public boolean remove(Object o) {
if (o == null) {
for (int index = 0; index < size; index++)
// 元素等于null
if (elementData[index] == null) {
// 如果相等，调用fastRemove方法快速删除
fastRemove(index);
return true;
}
} else {
for (int index = 0; index < size; index++)
// 元素不等于null，用equals判断是否一样
if (o.equals(elementData[index])) {
// 如果相等，调用fastRemove方法快速删除
fastRemove(index);
return true;
}
}
return false;
}
private void fastRemove(int index) {
/*modCount++;*/
// 计算集合需要移动元素的个数
int numMoved = size - index - 1;
if (numMoved > 0)
// 删除的坐标后的数据全部往前移动一位，使用arrayCopy底层native方法进行拷贝
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
numMoved);
// 将源集合后一个元素置为null，尽早让垃圾回收机制对其进行回收
elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
}
}
# 3. LinkedList
/**
* LinkedList源码解析
*
* @author wliduo[i@dolyw.com]
* @date 2020/8/26 15:21
*/
public class T03_LinkedList<E> {
/**
* Node节点内部类，存放当前节点，前驱节点，后继节点
*
* @param <E>
*/
private static class Node<E> {
E item;
Node<E> next;
Node<E> prev;
Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
this.item = element;
this.next = next;
this.prev = prev;
}
}
/**
* 当前集合的大小
*/
transient int size = 0;
/**
* 当前集合第一个节点
*/
transient Node<E> first;
/**
* 当前集合最后一个节点
*/
transient Node<E> last;
/**
* 构造为空
*/
public T03_LinkedList() {
}
// 待补充
}
# 4. CopyOnWriteArrayList
另外还有一个 CopyOnWriteArraySet 集合，它的内部就是使用 CopyOnWriteArrayList 集合实现的
CopyOnWriteArrayList 集合是一种 CopyOnWrite 的一种实现，根据 CopyOnWrite 方式介绍。所以我们知道 CopyOnWriteArrayList 集合中所有读取的方法都是不加锁的，而修改的方法是加锁的
CopyOnWriteArrayList集合可以解决多线程操作集合的并发问题，而且它的读取操作非常快，而修改操作将对较慢，因为使用的 Lock 锁，同一时间只有一个线程，能够进行修改操作，其他线程必须等待
它唯一的缺点就是，一个线程对 CopyOnWriteArrayList 集合进行修改，另一线程并不能立即读取到。当然对同一线程来说，就没有这个问题的