学习Java中的List集合

public class ListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 通过List的实现类ArrayList创建List集合对象
        List<String> list = new ArrayList<String>();

        // 指定位置添加元素
        list.add(0,"jack");
        list.add(1,"rose");    
        list.add(2,"marry");        
        System.out.println(list);
        
        // 删除索引位置为2的元素 
        list.remove(2);        
        System.out.println(list);
        
        // 指定元素替换此列表中指定位置的元素
        list.set(0, "老王");
        System.out.println(list);
        
        // 获取指定位置元素(也遍历输出下)    
        for(int i = 0;i<list.size();i++){
            System.out.println(list.get(i));
        }
        //还可以使用增强for
        for (String string : list) {
            System.out.println(string);
        }      
    }
}

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
        implements List<E>, RandoMaccess, Cloneable, java.io.Serializable{
    
    private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
   
    private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
  
    private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};

    public ArrayList() {
        this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;//初始化为空数组
    }


    public boolean add(E e) {
        //查看当前数组是否够多存一个元素
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        
        //存入新元素到[size]位置，然后size自增1
        elementData[size++] = e;
        return true;
    }
   
   private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
        ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
    }

   private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
           //如果当前数组还是空数组
        if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
        //那么minCapacity取DEFAULT_CAPACITY与minCapacity的最大值
            return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
        }
        //查看是否需要扩容
        return minCapacity;
      }
    
    private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
        modCount++;//修改次数加1

        // 如果需要的最小容量比当前数组的长度大，即当前数组不够存，就扩容
        if (minCapacity - elementData.length > 0)
            grow(minCapacity);
    }
    private void grow(int minCapacity) {
        // overflow-conscious code
        int oldCapacity = elementData.length;//当前数组容量
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);//新数组容量是旧数组容量的1.5倍
        //看旧数组的1.5倍是否够
        if (newCapacity - minCapacity < 0)
            newCapacity = minCapacity;
        //看旧数组的1.5倍是否超过最大数组限制
        if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
            newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
        
        //复制一个新数组
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
      }
      public boolean remove(Object o) {
        //先找到o在当前ArrayList的数组中的下标
        //分o是否为空两种情况讨论
        if (o == null) {
            for (int index = 0; index < size; index++)
                if (elementData[index] == null) {//null值用==比较
                    fastRemove(index);
                    return true;
                }
        } else {
            for (int index = 0; index < size; index++)
                if (o.equals(elementData[index])) {//非null值用equals比较
                    fastRemove(index);
                    return true;
                }
        }
        return false;
    }
    private void fastRemove(int index) {
        modCount++;//修改次数加1
        //需要移动的元素个数
        int numMoved = size - index - 1;
        
        //如果需要移动元素，就用System.arraycopy移动元素
        if (numMoved > 0)
            System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                             numMoved);
        
        //将elementData[size-1]位置置空，让GC回收空间，元素个数减少
        elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
    }
    public E remove(int index) {
        rangeCheck(index);//检验index是否合法

        modCount++;//修改次数加1
        
        //取出[index]位置的元素，[index]位置的元素就是要被删除的元素，用于最后返回被删除的元素
        E oldValue = elementData(index);
        
        //需要移动的元素个数
        int numMoved = size - index - 1;
        
        //如果需要移动元素，就用System.arraycopy移动元素
        if (numMoved > 0)
            System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                             numMoved);
        //将elementData[size-1]位置置空，让GC回收空间，元素个数减少
        elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work

        return oldValue;
    }
    public E set(int index, E element) {
        rangeCheck(index);//检验index是否合法

        //取出[index]位置的元素，[index]位置的元素就是要被替换的元素，用于最后返回被替换的元素
        E oldValue = elementData(index);
        //用element替换[index]位置的元素
        elementData[index] = element;
        return oldValue;
    }
    public E get(int index) {
        rangeCheck(index);//检验index是否合法

        return elementData(index);//返回[index]位置的元素
    }
     public int indexOf(Object o) {
        //分为o是否为空两种情况
        if (o == null) {
            //从前往后找
            for (int i = 0; i < size; i++)
                if (elementData[i]==null)
                    return i;
        } else {
            for (int i = 0; i < size; i++)
                if (o.equals(elementData[i]))
                    return i;
        }
        return -1;
    }
    public int lastIndexOf(Object o) {
         //分为o是否为空两种情况
        if (o == null) {
            //从后往前找
            for (int i = size-1; i >= 0; i--)
                if (elementData[i]==null)
                    return i;
        } else {
            for (int i = size-1; i >= 0; i--)
                if (o.equals(elementData[i]))
                    return i;
        }
        return -1;
    }

  
    public Vector() {
        this(10); //指定初始容量initialCapacity为10
    }
    public Vector(int initialCapacity) {
        this(initialCapacity, 0);//指定capacityIncrement增量为0
    }
    public Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement增量为0) {
        super();
        //判断了形参初始容量initialCapacity的合法性
        if (initialCapacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                               initialCapacity);
        //创建了一个Object[]类型的数组
        this.elementData = new Object[initialCapacity];//默认是10
        //增量，默认是0，如果是0，后面就按照2倍增加，如果不是0，后面就按照你指定的增量进行增量
        this.capacityIncrement = capacityIncrement;
    }
    //synchronized意味着线程安全的   
    public synchronized boolean add(E e) {
        modCount++;
        //看是否需要扩容
        ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
        //把新的元素存入[elementCount]，存入后，elementCount元素的个数增1
        elementData[elementCount++] = e;
        return true;
    }

    private void ensureCapacityHelper(int minCapacity) {
        // overflow-conscious code
        //看是否超过了当前数组的容量
        if (minCapacity - elementData.length > 0)
            grow(minCapacity);//扩容
    }
    private void grow(int minCapacity) {
        // overflow-conscious code
        int oldCapacity = elementData.length;//获取目前数组的长度
        //如果capacityIncrement增量是0，新容量 = oldCapacity的2倍
        //如果capacityIncrement增量是不是0，新容量 = oldCapacity + capacityIncrement增量;
        int newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ?
                                         capacityIncrement : oldCapacity);
        
        //如果按照上面计算的新容量还不够，就按照你指定的需要的最小容量来扩容minCapacity
        if (newCapacity - minCapacity < 0)
            newCapacity = minCapacity;
        
        //如果新容量超过了最大数组限制，那么单独处理
        if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
            newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
        
        //把旧数组中的数据复制到新数组中，新数组的长度为newCapacity
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
    }
     public boolean remove(Object o) {
        return removeElement(o);
    }
    public synchronized boolean removeElement(Object obj) {
        modCount++;
        //查找obj在当前Vector中的下标
        int i = indexOf(obj);
        //如果i>=0，说明存在，删除[i]位置的元素
        if (i >= 0) {
            removeElementAt(i);
            return true;
        }
        return false;
    }
    public int indexOf(Object o) {
        return indexOf(o, 0);
    }
    public synchronized int indexOf(Object o, int index) {
        if (o == null) {//要查找的元素是null值
            for (int i = index ; i < elementCount ; i++)
                if (elementData[i]==null)//如果是null值，用==null判断
                    return i;
        } else {//要查找的元素是非null值
            for (int i = index ; i < elementCount ; i++)
                if (o.equals(elementData[i]))//如果是非null值，用equals判断
                    return i;
        }
        return -1;
    }
    public synchronized void removeElementAt(int index) {
        modCount++;
        //判断下标的合法性
        if (index >= elementCount) {
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " +
                                                     elementCount);
        }
        else if (index < 0) {
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);
        }
        
        //j是要移动的元素的个数
        int j = elementCount - index - 1;
        //如果需要移动元素，就调用System.arraycopy进行移动
        if (j > 0) {
            //把index+1位置以及后面的元素往前移动
            //index+1的位置的元素移动到index位置，依次类推
            //一共移动j个
            System.arraycopy(elementData, index + 1, elementData, index, j);
        }
        //元素的总个数减少
        elementCount--;
        //将elementData[elementCount]这个位置置空，用来添加新元素，位置的元素等着被GC回收
        elementData[elementCount] = null; 
    }

int size = 0;
node<E> first;//记录第一个结点的位置
Node<E> last;//记录最后一个结点的位置

    private static class Node<E> {
        E item;//元素数据
        Node<E> next;//下一个结点
        Node<E> prev;//前一个结点

        Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
            this.item = element;
            this.next = next;
            this.prev = prev;
        }
    }
      public boolean add(E e) {
        linkLast(e);//默认把新元素链接到链表尾部
        return true;
    }
    void linkLast(E e) {
        final Node<E> l = last;//用l 记录原来的最后一个结点
        
        //创建新结点
        final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
        //现在的新结点是最后一个结点了
        last = newNode;
        
        //如果l==null，说明原来的链表是空的
        if (l == null)
            //那么新结点同时也是第一个结点
            first = newNode;
        else
            //否则把新结点链接到原来的最后一个结点的next中
            l.next = newNode;
        //元素个数增加
        size++;
        //修改次数增加
        modCount++;
    }
     public boolean remove(Object o) {
        //分o是否为空两种情况
        if (o == null) {
            //找到o对应的结点x
            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
                if (x.item == null) {
                    unlink(x);//删除x结点
                    return true;
                }
            }
        } else {
            //找到o对应的结点x
            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
                if (o.equals(x.item)) {
                    unlink(x);//删除x结点
                    return true;
                }
            }
        }
        return false;
    }
    E unlink(Node<E> x) {//x是要被删除的结点
        // assert x != null;
        final E element = x.item;//被删除结点的数据
        final Node<E> next = x.next;//被删除结点的下一个结点
        final Node<E> prev = x.prev;//被删除结点的上一个结点

        //如果被删除结点的前面没有结点，说明被删除结点是第一个结点
        if (prev == null) {
            //那么被删除结点的下一个结点变为第一个结点
            first = next;
        } else {//被删除结点不是第一个结点
            //被删除结点的上一个结点的next指向被删除结点的下一个结点
            prev.next = next;
            //断开被删除结点与上一个结点的链接
            x.prev = null;//使得GC回收
        }

        //如果被删除结点的后面没有结点，说明被删除结点是最后一个结点
        if (next == null) {
            //那么被删除结点的上一个结点变为最后一个结点
            last = prev;
        } else {//被删除结点不是最后一个结点
            //被删除结点的下一个结点的prev执行被删除结点的上一个结点
            next.prev = prev;
            //断开被删除结点与下一个结点的连接
            x.next = null;//使得GC回收
        }
        //把被删除结点的数据也置空，使得GC回收
        x.item = null;
        //元素个数减少
        size--;
        //修改次数增加
        modCount++;
        //返回被删除结点的数据
        return element;
    }