手写ArrayList

手写ArrayList

大家都知道ArrayList的底层实现是一个动态数组,以及有基本的增删查API,手写一个ArrayList来做简单的实现。

首先是基本的属性和构造方法,这里先不考虑负载因子和自动扩容。
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ArrayList的新增是这样的,比如对原有数组执行add(3)时
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当然,这是最简单的尾部新增,ArrayList的API里面还有一个是指定位置的新增元素,这个会稍微复杂一点,步骤大概如下。比如执行add(3, 3)
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结合代码说下System.arraycopy的原理
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System.arraycopy的第一参数是原数组,第二个参数是复制的起始位置,第三个参数是目标数组,第四个参数是目标数组的起始位置,第五个参数是复制多少个元素,ArrayList先扩容后,将要插入数据的索引之后的所有元素进行复制,复制到索引的下一位,腾出索引的空位置用来插入新的元素。

同样的,ArrayList的删除方法也是借助System.arraycopy来实现的。
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源码中对remove的处理,有个小小的优化。
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因为System.arraycopy的方法是十分耗时的,所以当移除的元素是最后一位时,就直接把数组的最后一位进行置空,而不再走System.arraycopy的方法。

下面来测试一下手写的ArrayList是否正确
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删除后的ArrayList中仍有null是因为我直接重写了ToString方法,可以发现数组的大小是正确的,说明各个API无误。通过手写可以很容易的理解为什么ArrayList增删慢,查询快。增删是通过System.arraycopy来实现,而查询是直接通过数据下标来获取元素,所以效率高。