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1. ArrayList概述：

   ArrayList是List接口的可变数组的实现。实现了所有可选列表操作，并允许包括 null 在内的所有元素。除了实现 List 接口外，此类还提供一些方法来操作内部用来存储列表的数组的大小。
   每个ArrayList实例都有一个容量，该容量是指用来存储列表元素的数组的大小。它总是至少等于列表的大小。随着向ArrayList中不断添加元素，其容量也自动增长。自动增长会带来数据向新数组的重新拷贝，因此，如果可预知数据量的多少，可在构造ArrayList时指定其容量。在添加大量元素前，应用程序也可以使用ensureCapacity操作来增加ArrayList实例的容量，这可以减少递增式再分配的数量。 
   注意，此实现不是同步的。如果多个线程同时访问一个ArrayList实例，而其中至少一个线程从结构上修改了列表，那么它必须保持外部同步。

2. ArrayList的实现：

   对于ArrayList而言，它实现List接口、底层使用数组保存所有元素。其操作基本上是对数组的操作。下面我们来分析ArrayList的源代码：

   1) 底层使用数组实现：

Java代码  

1. private transient Object[] elementData;  

    2) 构造方法： 
   ArrayList提供了三种方式的构造器，可以构造一个默认初始容量为10的空列表、构造一个指定初始容量的空列表以及构造一个包含指定collection的元素的列表，这些元素按照该collection的迭代器返回它们的顺序排列的。

Java代码  

1. public ArrayList() {  
2.     this(10);  
3. }  
4.   
5. public ArrayList(int initialCapacity) {  
6.     super();  
7.     if (initialCapacity < 0)  
8.         throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+ initialCapacity);  
9.     this.elementData = new Object[initialCapacity];  
10. }  
11.   
12. public ArrayList(Collection<? extends E> c) {  
13.     elementData = c.toArray();  
14.     size = elementData.length;  
15.     // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)  
16.     if (elementData.getClass() != Object[].class)  
17.         elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);  
18. }  

    3) 存储： 
   ArrayList提供了set(int index, E element)、add(E e)、add(int index, E element)、addAll(Collection<? extends E> c)、addAll(int index, Collection<? extends E> c)这些添加元素的方法。下面我们一一讲解：

Java代码  

1. // 用指定的元素替代此列表中指定位置上的元素，并返回以前位于该位置上的元素。  
2. public E set(int index, E element) {  
3.     RangeCheck(index);  
4.   
5.     E oldValue = (E) elementData[index];  
6.     elementData[index] = element;  
7.     return oldValue;  
8. }  

Java代码  

1. // 将指定的元素添加到此列表的尾部。  
2. public boolean add(E e) {  
3.     ensureCapacity(size + 1);   
4.     elementData[size++] = e;  
5.     return true;  
6. }  

Java代码  

1. // 将指定的元素插入此列表中的指定位置。  
2. // 如果当前位置有元素，则向右移动当前位于该位置的元素以及所有后续元素（将其索引加1）。  
3. public void add(int index, E element) {  
4.     if (index > size || index < 0)  
5.         throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+", Size: "+size);  
6.     // 如果数组长度不足，将进行扩容。  
7.     ensureCapacity(size+1);  // Increments modCount!!  
8.     // 将 elementData中从Index位置开始、长度为size-index的元素，  
9.     // 拷贝到从下标为index+1位置开始的新的elementData数组中。  
10.     // 即将当前位于该位置的元素以及所有后续元素右移一个位置。  
11.     System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, size - index);  
12.     elementData[index] = element;  
13.     size++;  
14. }  

Java代码  

1. // 按照指定collection的迭代器所返回的元素顺序，将该collection中的所有元素添加到此列表的尾部。  
2. public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {  
3.     Object[] a = c.toArray();  
4.     int numNew = a.length;  
5.     ensureCapacity(size + numNew);  // Increments modCount  
6.     System.arraycopy(a, 0, elementData, size, numNew);  
7.     size += numNew;  
8.     return numNew != 0;  
9. }  

Java代码  

1. // 从指定的位置开始，将指定collection中的所有元素插入到此列表中。  
2. public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {  
3.     if (index > size || index < 0)  
4.         throw new IndexOutOfBoundsException(  
5.             "Index: " + index + ", Size: " + size);  
6.   
7.     Object[] a = c.toArray();  
8.     int numNew = a.length;  
9.     ensureCapacity(size + numNew);  // Increments modCount  
10.   
11.     int numMoved = size - index;  
12.     if (numMoved > 0)  
13.         System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + numNew, numMoved);  
14.   
15.     System.arraycopy(a, 0, elementData, index, numNew);  
16.     size += numNew;  
17.     return numNew != 0;  
18. }  

    4) 读取：

Java代码  

1. // 返回此列表中指定位置上的元素。  
2. public E get(int index) {  
3.     RangeCheck(index);  
4.   
5.     return (E) elementData[index];  
6. }  

    5) 删除： 
   ArrayList提供了根据下标或者指定对象两种方式的删除功能。如下：

Java代码  

1. // 移除此列表中指定位置上的元素。  
2. public E remove(int index) {  
3.     RangeCheck(index);  
4.   
5.     modCount++;  
6.     E oldValue = (E) elementData[index];  
7.   
8.     int numMoved = size - index - 1;  
9.     if (numMoved > 0)  
10.         System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index, numMoved);  
11.     elementData[--size] = null; // Let gc do its work  
12.   
13.     return oldValue;  
14. }