ArrayList的继承和接口实现
1、ArrayList的简单介绍
- ArrayList是一个动态数组队列，它可自动扩容，每次扩容大小为原来的1.5倍，初始的默认值为10
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
ArrayList底层是由Object数组构成
ArrayList是线程不安全的，如果想使用线程安全的Arraylist可使用Collections.synchronizedList(List l)函数
ArrayList对删除和添加(非两端)操作是具有昂贵时间花费的
ArrayList对访问元素操作所花费的时间是常数的
Tips
ArrayList建议使用情况
①适用于需要多次访问数据
②经常在末端添加元素
2、ArrayList的构造函数
ArrayList提供三种构造函数
①public ArrayList(int initialCapacity)
public 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);
}
}
//声明的变量
transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {}; //默认为空
首先判断输入是初始值是否大于0，如果大于就直接开辟一个初始值大小的数组
如果等于0就直接把EMPTY_ELEMENTDATA的数组的地址赋予初始的elementData
②public ArrayList()
public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
当不填写初始值时，会直接把DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA的地址赋予初始的elementData
但是上面说初始值是10，但是这里并没有出现10，这是为什么呢？
这就不得不介绍另一个函数 确定内部容量函数
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}
扩容函数是Arraylist的基础，上面很很幸免的写到，如果elementData的地址为DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA的地址，就直接使用DEFAULT_CAPACITY（10）的容量
这里就很好解释了为什么ArrayList的初始默认值为10
③public ArrayList(Collection<? extends E> c)
public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
elementData = c.toArray();
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;
}
}
创建一个包含collection的ArrayList，这个构造方法不是很常用，着重介绍一下后面的通配符
Collection<? extends E> c
①必须是Collection类型的
② ? extends E , ? 代表着任意的，extends很好理解就是继承，这个E代表着和AyyayList相同的数据类型
大家回忆一下这个类一开始
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
这个这个E实际上是和ArrayList<E>是相同的含义,必须是相同的数据类型
3、ArrayList的类继承关系
首先根据继承关系，一层一层推到出Arraylist的继承情况
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
①首先继承了AbstractList这个抽象类
②实现了List，RandomAccess，Cloneable,和序列化接口(java.io.Serializable)
Tips
1、什么是RandomAccess
答：RandomAccess接口实际上是一个标志性接口，你实现了这个接口代表你具有随机访问数据的能力（既通过数组下标直接访问数据）由此可知LinkedList肯定不会实现这个接口，因为它无法通过下标访问
public interface RandomAccess {
//RandomAccess，java源码里面什么都没有
}
2、Cloneable接口的作用
答：Cloneable接口也是一个标记性接口，实现这个接口代表着你可被clone，能够使用Object.clone()方法
public interface Cloneable {
//和上面的随机访问接口一样，不具有任何代码
}
3、什么是序列化
答：
把对象转换为字节序列的过程称为对象的序列化。
把字节序列恢复为对象的过程称为对象的反序列化。
对象的序列化主要有两种用途：
1） 把对象的字节序列永久地保存到硬盘上，通常存放在一个文件中；
2） 在网络上传送对象的字节序列。
通俗的来说就是ArrayList内的数据可以保存在你的硬盘上
4、什么是List接口
我们打开List接口的源码
public interface List<E> extends Collection<E>
一上来展示的就是List接口继承与Collection接口，那我们再翻到Collection接口
public interface Collection<E> extends Iterable<E>
这时我们发现，怎么还有接口，那么继续往上翻
public interface Iterable<T>
这下终于没有接口了，舒服了。。。。
这时我们发现 Iterable迭代器接口是ArrayList的顶级父类，这三个接口继承到底让List接口获得了那些功能呢
①Iterable接口
public interface Iterator<E> {
/**
* Returns an iterator over elements of type {@code T}.
*
* @return an Iterator.
*/
Iterator<T> iterator();
// 1.8新增了两个方法，暂不讨论
}
上面的代码说明表示会返回一个Iterator类型的变量
Iterator是迭代器接口，这就表明获得了一个迭代器
所以说，Iterable使List接口获得了迭代器功能
②Collection接口
public interface Collection<E> extends Iterable<E> {
// Query Operations
int size();
boolean isEmpty();
boolean contains(Object o);
Iterator<E> iterator();
<T> T[] toArray(T[] a);
boolean add(E e);
boolean remove(Object o);
boolean containsAll(Collection<?> c);
boolean addAll(Collection<? extends E> c);
boolean removeAll(Collection<?> c);
boolean retainAll(Collection<?> c);
void clear();
boolean equals(Object o);
int hashCode();
}
Collection是List和set接口的父类，他提供了操作数据的基本方法名称
由此可知Collection使得List获得了基本操作方法的名称
③List接口
List接口继承了上述两个接口的所有特性，但是List接口代表着的是有序的Collection接口
即它用某种特定的插入顺序来维护元素顺序。用户可以对列表中每个元素的插入位置进行精确地控制，同时可以根据元素的整数索引（在列表中的位置）访问元素，并搜索列表中的元素
5、什么是AbstractList抽象类
我们首先打开AbstractList抽象类的源码
public abstract class AbstractList<E> extends AbstractCollection<E> implements List<E>
到这里我们发现了一个我们熟悉的List接口，但是还没结束，继续翻
public abstract class AbstractCollection<E> implements Collection<E>
到这里呢，我们又见到了我们熟悉的Collection接口
那么问题来了，我们为什么要创建一个AbstractCollection抽象类呢？
在此呢，我们需要复习几个概念
①当一个类实现某一个接口时，必须要实现这个接口的所有方法
②当一个类继承某一个类时，可以重写也可以不重写父类的方法
③抽象类是具有抽象方法的类，有抽象方法的类一定是抽象类，没有抽象方法的类也可能是抽象类
④抽象类无法创建实例，必须被继承后重写抽象方法
答：当我们需要实现Collection接口时，我们必须重写Collection接口中的全部方法，而AbstractCollection则帮我们实习了大多数的方法，我们只需要重写其中的几个方法，即可完成Collection接口的使用
未实现的方法为
public abstract Iterator<E> iterator();
public abstract int size();
同理
public abstract class AbstractList<E> extends AbstractCollection<E> implements List<E>
在AbstractList抽象类中，实现了List的大多数方法，只剩下几个必须要子类实现的函数没有实现
比如add(), set(),remove(),还有size()
public void add(int index, E element) {
throw new UnsupportedOperationException();
}
如不重写add()方法就会抛出异常
那么到目前为止，我们发现了AbstractList抽象类继承了AbstractCollection抽象类
①AbstractCollection抽象类完成了Collection接口的基本方法但还保留了抽象方法等待子类去重写实现
②AbstractList抽象类进一步完善了AbstractCollection抽象类的方法，使得其变成了表结构，也就是说数据开始有序起来，在几个关键函数中AbstractList强制子类重写方法不然会爆出异常
