ArrayList源码分析（底层数据结构，成员变量，构造方法）以及面试题（基于JDK1.8）

要分析Arraylist,我们首先要从它的底层数据结构实现出发，再结合其底层源码，可能能让读者理解的更加深刻一点。

1，底层数据结构（数组）

Arraylist底层是基于动态数组实现的。

数组是一种使用连续储存空间储存相同数据类型的线性数据结构。

面试题1

为什么数组索引从0开始不从1开始？

分析：要回答这个问题，我们首先要了解一个知识点，即数组的寻址公式。

解释一下当中的变量，baseAddress：为数组的首地址，i即为寻址为数组中的第几个元素（索引），dataTypeSize即为当前数组对应数据结构的字节数。

如果数组索引从1开始，意味着寻址公式会发生变化。

意味着相比于未发生变化的寻址公式，每次计算机CPU都需要多执行一次i-1操作。

但是次数一多，成千上万，上百万千万后，对执行速度还是有影响。所以归纳出标准答案。

标准答案：

2，ArrayList源码分析

1，ArrayList源码分析-成员变量

private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
//默认初始的容量

private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
//用于空实例的数组实例

private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
//用于默认大小空实例的共享空数组实例。

transient Object[] elementData;
//存储ArrayList元素的数组缓冲区。ArrayList的容量是这个数组的长度。

private int size;
//ArrayList的大小（它包含的元素数量）

我们一般关注ArrayList源码中这五个成员变量，后面解释源码的时候会用到。

2，ArrayList源码分析-构造方法

1，无参构造方法

    public ArrayList() {
        this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
    }

读者看到这个elementData有没有很熟悉，没错就是成员变量中的存储ArrayList元素的数组缓冲区，后面这个常量就是默认大小的空数组实例，即调用空参构造方法会创建一个长度为零的数组赋给arrayList。

2，有参构造方法

1，传入INT指定长度

    public ArrayList(int initialCapacity) {
        if (initialCapacity > 0) {
            this.elementData = new Object[initialCapacity];
            //如果传入一个INT大于零，则创建该对应整形长度大小的数组
            // 赋给arraylist中的elementData
        } else if (initialCapacity == 0) {
            this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
            //如果传入一个INT等于零，则将常量EMPTY_ELEMENTDATA（空实例的数组实例）
            //赋给arraylist中的elementData
        } else {
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: " +
                    initialCapacity);
            //其它情况则是传入一个INT小于零，当然是不被允许的，所以抛出异常
        }
    }

2，传入集合

    public <E> ArrayList(Collection<? extends E> c) {
        elementData = c.toArray();
        //toArray方法即将对象c转为数组
        if ((size = elementData.length) != 0) {
            // c.toArray 可能并没有返回一个object对象，因此要做出判断
            if (elementData.getClass() != Object[].class)
                //传入的属性不为Object，调用Arrays.copyOf方法，将Object属性拷贝后转为数组
                // 再赋值给elementData
                elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
        } else {
            // c.toArray()是空的，转为空实例的数组实例，赋值给elementData
            this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
        }
    }

面试题2，ArrayList list = new ArrayList<>(10)中list扩容几次？

分析：读者可以很轻易看出来，该程序调用了ArrayList 中的有参构造方法中的传入INT指定长度的方法，执行以下逻辑，if (initialCapacity > 0) {  this.elementData = new Object[initialCapacity];}，创建该对应整形长度大小的数组， 赋给arraylist中的elementData，并未进行扩容。

参考答案：该语句只是声明和实例了一个ArrayList,指定了容量为10，并未进行扩容。

下一篇文章再和大家阅读关于ArrayList扩容，以及添加元素的源码。