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ArrayList 繼承于AbstractList，實作了List接口，其實AbstractList 已經實作過List接口，這裡重複實作使得接口功能更加清晰，JDK中很多類都是如此。
其中Cloneable接口是克隆标記接口，Serializable序列化标記接口，需要clone和序列化功能必須實作這兩個接口，而RandomAccess，單純是一個标志接口 ，該接口表示該類支援快速随機通路，且在循環周遊時for循環的方式會優于用疊代器。
1.成員變量
在ArrayList中，主要有五個成員變量。DEFAULT_CAPACITY表示初始容量大小，即在我們初始化ArrayList時不指定容量大小， 預設容量将會是10，Object[] elementData 則是ArrayList内部實際存儲對象的容易，也就是我們常說的ArrayList是數組實作的。
在1.8中，空數組分為了兩類情況，EMPTY_ELEMENTDATA 與 DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA，在标記空數組的時候區分了不同的情況。
2.構造方法
ArrayList有三個構造方法，指定容量的ArrayList(int initialCapacity) ，無參構造ArrayList() 以及傳入集合的ArrayList(Collection extends E> c)。
最簡單的莫過于無參構造，直接指派為空數組DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA。其實對于常說的預設容量10，是在第一次添加元素調用add()方法時處理的，并不是構造方法中。
對于傳入容量的構造方法，當傳入參數 > 0時，直接初始化對應容量的數組，參數類型為int，也即ArrayList的最大初始容量不能超過Integer.MAX_VALUE，事實上ArrayList的最大容量也隻能是Integer.MAX_VALUE。而初始容量傳入0，會指派為空數組EMPTY_ELEMENTDATA。如果 < 0，這個顯然的不允許了，直接IllegalArgumentException
集合構造時，沒有進行null校驗，也就是說如果傳入null，直接就會NPE異常。集合構造的邏輯也很簡單，當傳入集合不為空時，調用Arrays.copyOf進行複制，并且容量 size為傳入大小，而傳入集合為空，則指派為空數組EMPTY_ELEMENTDATA。
3.添加元素
ArrayList在添加元素時，都會進行容量确認，可能會涉及到擴容，數組複制，是以效率相對較低。同時在添加元素時，ArrayList并未對元素本身進行校驗，是以是允許集合中存在null的情況。
3.1.尾部添加元素
在add()方法中，最主要的是确定容量ensureCapacityInternal(int minCapacity)方法。
首先會調用calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) 計算容量然後再ensureExplicitCapacity(int minCapacity)
這裡僅僅判斷了是否是空數組DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA(== 位址比較)，如果前面還有印象的話，這個隻會在無參構造時，才會初始化為DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA，這時候會取DEFAULT_CAPACITY(10)與傳入minCapacity的較大值，常說的預設容量大小10也就是在這裡誕生的。
而其他的情況，都直接但會minCapacity，也即 size + 1，如果首次添加，那就是1。
modCount是一個操作計數器，add與remove都會 + 1。當我們需要在循環中删除ArrayList元素時，需要使用疊代器Iterator的remove()方法，此時直接使用List的删除有針對modCount的校驗，會抛出 ConcurrentModificationException異常。
如果minCapacity大于數組容量，則調用grow(int minCapacity)進行擴容。
擴容時，新的容量為原容量 + 原容量的一半，也就是0.5倍增長。如果增長後的新容量比計算出來的容量minCapacity小，則指派為minCapacity，如果大于MAX_ARRAY_SIZE(Integer.MAX_VALUE - 8)，則進入hugeCapacity(int minCapacity)方法。
這裡可以看到，當minCapacity < 0 時，會産生OutOfMemoryError，這是一個Error子類，這是需要避免的。什麼時候minCapacity會小于0呢，當ArrayList大小為Integer.MAX_VALUE後，還需要擴容，則會發生錯誤。
這個方法，我們可以看出，當ArrayList需要的容量首次大于MAX_ARRAY_SIZE時，會設定為MAX_ARRAY_SIZE，然後再次擴容時會變成Integer.MAX_VALUE，如果還不夠，那就會發生錯誤。
擴容的最後一步是調用Arrays.copyOf進行元素的複制，這個最終也是調用System.arraycopy進行操作的。同時size++，實際元素的數量也增加 1。
3.2.中間添加元素
在中間添加元素的邏輯和尾部添加元素基本一樣。
添加元素前，首先要進行範圍檢查，添加的範圍隻能在[0，size]之間，index == size時，其實就是尾部插入。然後确認容量新的容量，這個方法尾部添加時已經講過，接着數組複制，這步複制會跳過index位置的處理，最後再對index位置指派，即完成了index位置的添加。
可以看到最後調用了size++，add(int index, E element)方法總是會添加元素，即使該index位置存在資料，隻是會将原來的index位置資料往後擠動一位，并不會進行覆寫。
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3.3.批量添加
ArrayList除了add()與add(int index, E element)，還有兩個批量添加的方法。
有了前面單個元素的添加基礎，批量添加就很好懂了，唯一的差別就是在數組複制時，是複制整個待添加的集合。對于index位置的批量添加，中間插入的話(numMoved > 0)，第一次複制會騰出中間要添加集合長度的位置，第二次将添加的集合複制到index位置。
4.修改元素
對于ArrayList中元素的修改，如果是對象屬性的修改，可以直接修改引用對象，但對于基本類型包裝類或者String呢，并沒有辦法通過引用修改，亦或者我們要更換對象引用，這時候就需要調用set(int index, E element)。
這個方法實作很容易，ArrayList的修改本質就是對數組的值進行更改。首先進行範圍檢查，防止數組越界，這個很好了解，ArrayList内部就是數組，然後對index位置的值進行替換即可。
elementData(int index)擷取了原來的值，用于set傳回值，elementData實作更加簡單，就是數組取值。
5.移除元素
ArrayList中移除元素的方法有三個，按索引删除remove(int index)、按元素删除remove(Object o)以及批量删除removeAll(Collection> c)等。
5.1.索引删除
由于移除元素，并不涉及内部數組大小變化，是以實作相對較簡單。必須要的範圍檢查，這個已經絲毫不陌生了，然後判斷是否是尾部删除，如果不是尾部删除，則進行System.arraycopy複制，複制的目的是将index後的元素向前挪動 1 位元素以覆寫要删除的index位置，然後size減 1。
在移除方法中，可以看到modCount進行增加。同時對移除後尾部的元素指派為null了，讓GC生效。
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5.2.按元素删除
按元素删除的時候，首先判斷了元素是否為null，因為ArrayList中是可以添加null的，這裡不同分支的邏輯是一樣的，都是周遊集合比較是否和傳入元素相同，隻是比較一個是 == null 一個是 equals。如果相同則删除，然後return了，是以remove(Object o)方法隻會删除集合第一個與傳入對象相同的元素。
重點就是這個fastRemove了。
看到這個方法第一感覺是什麼？是不是似曾相識，沒錯，fastRemove和按指針删除基本上市一樣的，隻是少了範圍校驗和擷取删除前的元素這兩步。
5.3.批量删除
對于removeAll(Collection< ? > c)，校驗非空後調用了batchRemove(Collection< ? > c, boolean complement)。
這個方法看着可能有一點點繞，但明白其原理後就很清晰了，首先周遊數組，找出在要移除數組中不包含的元素，從原數組頭部開始放，這樣的數有w個，即最終數組前w個元素都是在集合c中包含的，而剩下的位置的元素則不關心，最後就是講w到size的元素指派為null，以便GC工作。
6.循環删除
前面也提到了，ArrayList在循環删除時會報錯，這個究竟是怎麼回事呢？
如果我們想删除一個集合中全部的某一個元素，例如下面集合ss中的a元素。
當我們需要删除一個時，我們可以調用remove方法删除，根據索引或者根據元素都用，但是多個時，我們不知道每一個元素的索引，而根據值也不知道有多少個a存在，是以我們需要周遊集合。
這時候就可能存在問題了。
無論是fori的還是foreach的删除，都會抛出java.util.ConcurrentModificationException，這是因為Arraylist循環時每一次取值都會調用其内部類Itr.next()方法。
在該方法最開始的地方，有校驗modCount的checkForComodification()方法，這個方法中比較了modCount和expectedModCount，不相等就會抛出ConcurrentModificationException異常。
那expectedModCount到底是什麼，為什麼和modCount不相等呢。
expectedModCount是Itr的成員變量，這個在進行循環時會初始化指派為modCount，最開始的時候他們是相等的，經過前面的探究，我們已經知道在remove調用時modCount會自增，是以checkForComodification就會抛出異常。
而我們常使用的這個做法就是使用 Itr 的remove。
這樣删除時就沒有任何問題了，這是因為 Itr 的remove中，對expectedModCount進行了重新指派，使得每一次調用後值都相等。
7.其他方法
ArrayList中主要的就是構造方法、add和remove了，這幾個方法看懂後，其他方法實作就比較清晰了。
比如get方法，其實就是根據索引擷取了數組的元素。
例如size方法， 就是傳回了size屬性的值。
而isEmpty方法，就是判斷size是否為0.
在ArrayList中，有一個擷取子集合的subList方法，這個方法傳回的是一個内部類SubList，該類并沒重新建立新的數組，依舊持有了ArrayList數組的元素的引用，是以當修改ArrayList元素的時候，SubList的元素也會跟着修改，這個在實際開發中一定要注意。
https://www.cnblogs.com/imyanger/p/11963624.html
楊小格子
好文章，我在看❤️