ArrayList就是传说中的动态数组，就是Array的复杂版本，它提供了如下一些好处：动态的增加和减少元素、灵活的设置数组的大小……
认真阅读本文，我相信一定会对你有帮助。比如为什么ArrayList里面提供了一个受保护的removeRange方法？提供了其他没有被调用过的私有方法？
首先看到对ArrayList的定义：
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- publicclassArrayList<E>extendsAbstractList<E>implementsList<E>,RandomAccess,Cloneable,java.io.Serializable
从ArrayList<E>可以看出它是支持泛型的，它继承自AbstractList，实现了List、RandomAccess、Cloneable、java.io.Serializable接口。
AbstractList提供了List接口的默认实现（个别方法为抽象方法）。
List接口定义了列表必须实现的方法。
RandomAccess是一个标记接口，接口内没有定义任何内容。
实现了Cloneable接口(标记接口，接口内没有定义任何内容)的类，可以调用Object.clone方法返回该对象的浅拷贝。
通过实现 java.io.Serializable 接口以启用其序列化功能。未实现此接口的类将无法使其任何状态序列化或反序列化。序列化接口没有方法或字段，仅用于标识可序列化的语义。
ArrayList的属性
ArrayList定义只定义类两个私有属性：
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- /***ThearraybufferintowhichtheelementsoftheArrayListarestored.*ThecapacityoftheArrayLististhelengthofthisarraybuffer.*/privatetransientObject[]elementData;/***ThesizeoftheArrayList(thenumberofelementsitcontains).*@serial*/privateintsize;
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- 很容易理解，elementData存储ArrayList内的元素，size表示它包含的元素的数量。有个关键字需要解释：transient。Java的serialization提供了一种持久化对象实例的机制。当持久化对象时，可能有一个特殊的对象数据成员，我们不想用serialization机制来保存它。为了在一个特定对象的一个域上关闭serialization，可以在这个域前加上关键字transient。ansient是Java语言的关键字，用来表示一个域不是该对象串行化的一部分。当一个对象被串行化的时候，transient型变量的值不包括在串行化的表示中，然而非transient型的变量是被包括进去的。有点抽象，看个例子应该能明白。
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- publicclassUserInfoimplementsSerializable{privatestaticfinallongserialVersionUID=996890129747019948L;privateStringname;privatetransientStringpsw;publicUserInfo(Stringname,Stringpsw){this.name=name;this.psw=psw;}publicStringtoString(){return"name="+name+",psw="+psw;}}publicclassTestTransient{publicstaticvoidmain(String[]args){UserInfouserInfo=newUserInfo("张三","123456");System.out.println(userInfo);try{//序列化，被设置为transient的属性没有被序列化ObjectOutputStreamo=newObjectOutputStream(newFileOutputStream("UserInfo.out"));o.writeObject(userInfo);o.close();}catch(Exceptione){//TODO:handleexceptione.printStackTrace();}try{//重新读取内容ObjectInputStreamin=newObjectInputStream(newFileInputStream("UserInfo.out"));UserInforeadUserInfo=(UserInfo)in.readObject();//读取后psw的内容为nullSystem.out.println(readUserInfo.toString());}catch(Exceptione){//TODO:handleexceptione.printStackTrace();}}}
name=张三, psw=123456name=张三, psw=null
被标记为transient的属性在对象被序列化的时候不会被保存。
接着回到ArrayList的分析中……
ArrayList的构造方法
看完属性看构造方法。ArrayList提供了三个构造方法：
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- /***Constructsanemptylistwiththespecifiedinitialcapacity.*/publicArrayList(intinitialCapacity){super();if(initialCapacity<0)thrownewIllegalArgumentException("IllegalCapacity:"+initialCapacity); this.elementData=newObject[initialCapacity];}/***Constructsanemptylistwithaninitialcapacityoften.*/publicArrayList(){ this(10);}/***Constructsalistcontainingtheelementsofthespecified*collection,intheordertheyarereturnedbythecollection’s*iterator.*/publicArrayList(Collection<?extendsE>c){elementData=c.toArray();size=elementData.length;//c.toArraymight(incorrectly)notreturnObject[](see6260652)if(elementData.getClass()!=Object[].class)elementData=Arrays.copyOf(elementData,size,Object[].class);}
elementData=Arrays.copyOf(elementData,size,Object[].class)
public static <T,U> T[] copyOf(U[]original, intnewLength, Class<? extends T[]>newType)
复制指定的数组，截取或用 null 填充（如有必要），以使副本具有指定的长度。对于在原数组和副本中都有效的所有索引，这两个数组将包含相同的值。对于在副本中有效而在原数组无效的所有索引，副本将包含null。当且仅当指定长度大于原数组的长度时，这些索引存在。所得数组属于newType 类。参数：original – 要复制的数组newLength – 要返回的副本的长度newType – 要返回的副本的类 返回：原数组的副本，截取或用 null 填充以获得指定的长度
第一个构造方法使用提供的initialCapacity来初始化elementData数组的大小。
第二个构造方法调用第一个构造方法并传入参数10，即默认elementData数组的大小为10。
第三个构造方法则将提供的集合转成数组返回给elementData（返回若不是Object[]将调用Arrays.copyOf方法将其转为Object[]）。
ArrayList的其他方法
add(E e)
add(E e)都知道是在尾部添加一个元素，如何实现的呢？
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- publicbooleanadd(Ee){ensureCapacity(size+1);//IncrementsmodCount!!elementData[size++]=e;returntrue;}
书上都说ArrayList是基于数组实现的，属性中也看到了数组，具体是怎么实现的呢？
比如就这个添加元素的方法，如果数组大，则在将某个位置的值设置为指定元素即可，如果数组容量不够了呢？
看到add(E e)中先调用了ensureCapacity(size+1)方法，之后将元素的索引赋给elementData[size]，而后size自增。
例如初次添加时，size为0，add将elementData[0]赋值为e，然后size设置为1（类似执行以下两条语句elementData[0]=e;size=1）。
将元素的索引赋给elementData[size]不是会出现数组越界的情况吗？这里关键就在ensureCapacity(size+1)中了。
根据ensureCapacity的方法名可以知道是确保容量用的。
ensureCapacity(size+1)后面的注释可以明白是增加modCount的值（加了俩感叹号，应该蛮重要的，来看看）。
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- /***Increasesthecapacityofthis<tt>ArrayList</tt>instance,if*necessary,toensurethatitcanholdatleastthenumberofelements*specifiedbytheminimumcapacityargument.**@paramminCapacitythedesiredminimumcapacity*/publicvoidensureCapacity(intminCapacity){modCount++;intoldCapacity=elementData.length;if(minCapacity>oldCapacity){ObjectoldData[]=elementData;intnewCapacity=(oldCapacity*3)/2+1;if(newCapacity<minCapacity)newCapacity=minCapacity; //minCapacityisusuallyclosetosize,sothisisawin: elementData=Arrays.copyOf(elementData,newCapacity); }}
The number of times this list has been structurally modified.
这是对modCount的解释，意为记录list结构被改变的次数（观察源码可以发现每次调用ensureCapacoty方法，modCount的值都将增加，但未必数组 结构会改变，所以感觉对modCount的解释不是很到位）。
增加modCount之后，判断minCapacity（即size+1）是否大于oldCapacity（即elementData.length），若大于，则调整容量为 max((oldCapacity*3)/2+1 , minCapacity )，调整elementData容量为新的容量，即将返回一个内容为原数组元素，大小为新容量的 新数组 赋给elementData；否则不做操作。
所以调用ensureCapacity至少将elementData的容量增加的1，所以elementData[size]不会出现越界的情况。
容量的拓展将导致数组元素的复制，多次拓展容量将执行多次整个数组内容的复制。若提前能大致判断list的长度，调用ensureCapacity调整容量，将有效的提高运行速度。
可以理解提前分配好空间可以提高运行速度，但是测试发现提高的并不是很大，而且若list原本数据量就不会很大效果将更不明显。
add(int index, E element)
add(int index,E element)在指定位置插入元素。
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- publicvoidadd(intindex,Eelement){if(index>size||index<0)thrownewIndexOutOfBoundsException("Index:"+index+",Size:"+size); ensureCapacity(size+1);//IncrementsmodCount!!System.arraycopy(elementData,index,elementData,index+1, size-index); elementData[index]=element;size++;}
System.arraycopy
public static void arraycopy(Objectsrc, intsrcPos, Objectdest, intdestPos, intlength)
src- 源数组。srcPos- 源数组中的起始位置。dest- 目标数组。destPos- 目标数据中的起始位置。length- 要复制的数组元素的数量。
首先判断指定位置index是否超出elementData的界限，之后调用ensureCapacity调整容量（若容量足够则不会拓展），调用System.arraycopy将elementData从index开始的size-index个元素复制到index+1至size+1的位置（即index开始的元素都向后移动一个位置），然后将index位置的值指向element。
addAll(Collection<? extends E> c)
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- publicbooleanaddAll(Collection<?extendsE>c){Object[]a=c.toArray();intnumNew=a.length;ensureCapacity(size+numNew);//IncrementsmodCount System.arraycopy(a,0,elementData,size,numNew); size+=numNew;returnnumNew!=0;}
先将集合c转换成数组，根据转换后数组的程度和ArrayList的size拓展容量，之后调用System.arraycopy方法复制元素到elementData的尾部，调整size。根据返回的内容分析，只要集合c的大小不为空，即转换后的数组长度不为0则返回true。
addAll(int index,Collection<? extends E> c)
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- publicbooleanaddAll(intindex,Collection<?extendsE>c){if(index>size||index<0)thrownewIndexOutOfBoundsException("Index:"+index+",Size:"+size); Object[]a=c.toArray();intnumNew=a.length;ensureCapacity(size+numNew);//IncrementsmodCountintnumMoved=size-index;if(numMoved>0)System.arraycopy(elementData,index,elementData,index+numNew,numMoved); System.arraycopy(a,0,elementData,index,numNew);size+=numNew;returnnumNew!=0;}
先判断index是否越界。其他内容与addAll(Collection<? extends E> c)基本一致，只是复制的时候先将index开始的元素向后移动X
（c转为数组后的长度）个位置（也是一个复制的过程），之后将数组内容复制到elementData的index位置至index+X。
clear()
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- publicvoidclear(){modCount++;//Letgcdoitsworkfor(inti=0;i<size;i++)elementData[i]=null;size=0;}
clear的时候并没有修改elementData的长度（好不容易申请、拓展来的，凭什么释放，留着搞不好还有用呢。这使得确定不再修改list内容之后最好调用trimToSize来释放掉一些空间），只是将所有元素置为null，size设置为0。
clone()
返回此 ArrayList 实例的浅表副本。（不复制这些元素本身。）
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- publicObjectclone(){try{ArrayList<E>v=(ArrayList<E>)super.clone();v.elementData=Arrays.copyOf(elementData,size);v.modCount=0;returnv;}catch(CloneNotSupportedExceptione){//thisshouldn’thappen,sinceweareCloneablethrownewInternalError();}}
调用父类的clone方法返回一个对象的副本，将返回对象的elementData数组的内容赋值为原对象elementData数组的内容，将副本的modCount设置为0。
contains(Object)
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- publicbooleancontains(Objecto){returnindexOf(o)>=0;}
indexOf方法返回值与0比较来判断对象是否在list中。接着看indexOf。
indexOf(Object)
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- publicintindexOf(Objecto){if(o==null){for(inti=0;i<size;i++) if(elementData[i]==null) returni;}else{for(inti=0;i<size;i++) if(o.equals(elementData[i])) returni;}return-1;}
通过遍历elementData数组来判断对象是否在list中，若存在，返回index（[0,size-1]），若不存在则返回-1。所以contains方法可以通过indexOf(Object)方法的返回值来判断对象是否被包含在list中。
既然看了indexOf(Object)方法，接着就看lastIndexOf，光看名字应该就明白了返回的是传入对象在elementData数组中最后出现的index值。
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- publicintlastIndexOf(Objecto){if(o==null){for(inti=size-1;i>=0;i–)if(elementData[i]==null)returni;}else{for(inti=size-1;i>=0;i–)if(o.equals(elementData[i]))returni;}return-1; }
采用了从后向前遍历element数组，若遇到Object则返回index值，若没有遇到，返回-1。
get(int index)
这个方法看着很简单，应该是返回elementData[index]就完了。
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- publicEget(intindex){RangeCheck(index); return(E)elementData[index]; }
但看代码的时候看到调用了RangeCheck方法，而且还是大写的方法，看看究竟有什么内容吧。[java]view plaincopy
- /***Checksifthegivenindexisinrange.*/privatevoidRangeCheck(intindex){if(index>=size)thrownewIndexOutOfBoundsException("Index:"+index+",Size:"+size); }
就是检查一下是不是超出数组界限了，超出了就抛出IndexOutBoundsException异常。为什么要大写呢？？？
isEmpty()
public boolean isEmpty() { return size == 0; }
直接返回size是否等于0。
remove(int index)
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- publicEremove(intindex){RangeCheck(index);modCount++;EoldValue=(E)elementData[index];intnumMoved=size-index-1;if(numMoved>0)System.arraycopy(elementData,index+1,elementData,index,numMoved); elementData[–size]=null;//LetgcdoitsworkreturnoldValue;}
首先是检查范围，修改modCount，保留将要被移除的元素，将移除位置之后的元素向前挪动一个位置，将list末尾元素置空（null），返回被移除的元素。
remove(Object o)
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- publicbooleanremove(Objecto){if(o==null){ for(intindex=0;index<size;index++) if(elementData[index]==null){ fastRemove(index); returntrue;}}else{for(intindex=0;index<size;index++)if(o.equals(elementData[index])){fastRemove(index);returntrue;}}returnfalse;}
首先通过代码可以看到，当移除成功后返回true，否则返回false。remove(Object o)中通过遍历element寻找是否存在传入对象，一旦找到就调用fastRemove移除对象。
为什么找到了元素就知道了index，不通过remove(index)来移除元素呢？因为fastRemove跳过了判断边界的处理，因为找到元素就相当于确定了index不会超过边界，而且fastRemove并不返回被移除的元素。
下面是fastRemove的代码，基本和remove(index)一致。
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- privatevoidfastRemove(intindex){modCount++;intnumMoved=size-index-1;if(numMoved>0)System.arraycopy(elementData,index+1,elementData,index,numMoved);elementData[–size]=null;//Letgcdoitswork}
removeRange(int fromIndex,int toIndex) 从列表中移除索引在fromIndex（包括）和toIndex（不包括）之间的所有元素。[java]view plaincopy
- protectedvoidremoveRange(intfromIndex,inttoIndex){modCount++;intnumMoved=size-toIndex; System.arraycopy(elementData,toIndex,elementData,fromIndex,numMoved); //LetgcdoitsworkintnewSize=size-(toIndex-fromIndex);while(size!=newSize)elementData[–size]=null;}
执行过程是将elementData从toIndex位置开始的元素向前移动到fromIndex，然后将toIndex位置之后的元素全部置空顺便修改size。
这个方法是protected，及受保护的方法，为什么这个方法被定义为protected呢？
这是一个解释，但是可能不容易看明白。http://stackoverflow.com/questions/2289183/why-is-javas-abstractlists-removerange-method-protected
先看下面这个例子
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- ArrayList<Integer>ints=newArrayList<Integer>(Arrays.asList(0,1,2,3,4,5,6)); //fromIndexlowendpoint(inclusive)ofthesubList//toIndexhighendpoint(exclusive)ofthesubListints.subList(2,4).clear();System.out.println(ints);
输出结果是[0, 1, 4, 5, 6]，结果是不是像调用了removeRange(int fromIndex,int toIndex)！哈哈哈，就是这样的。
但是为什么效果相同呢？是不是调用了removeRange(int fromIndex,int toIndex)呢？
(参考文章:使用java.util.List.subList时最好小心点http://www.cnblogs.com/gaojing/archive/2012/06/17/java-list-sublist-caution.html)
java.util.List中有一个subList方法，用来返回一个list的一部分的视图。
List<E> subList(int fromIndex, int toIndex);
它返回原来list的从[fromIndex, toIndex)之间这一部分的视图，之所以说是视图，是因为实际上，返回的list是靠原来的list支持的。
所以，你对原来的list和返回的list做的“非结构性修改”(non-structural changes)，都会影响到彼此对方。
所谓的“非结构性修改”，是指不涉及到list的大小改变的修改。相反，结构性修改，指改变了list大小的修改。
那么，如果涉及到结构性修改会怎么样呢？
如果发生结构性修改的是返回的子list，那么原来的list的大小也会发生变化；
而如果发生结构性修改的是原来的list（不包括由于返回的子list导致的改变），那么返回的子list语义上将会是undefined。
在AbstractList（ArrayList的父类）中，undefined的具体表现形式是抛出一个ConcurrentModificationException。
因此，如果你在调用了sublist返回了子list之后，如果修改了原list的大小，那么之前产生的子list将会失效，变得不可使用。
tips:如何删除一个list的某个区段，比如删除list的第2-5个元素？
方法是: 可以利用sublist的幕后还是原来的list的这个特性，比如
list.subList(from, to).clear(); 这样就可以了。
示例代码：
public static void main(String[] args) { for(int i = 0; i < 5; i++){ parentList.add(String.valueOf(i)); // 0 ,1 ,2, 3 ,4 } List<String> subList = parentList.subList(1, 3); for(String s : subList){ System.out.println(s);// 1 , 2 } //non-structural modification by sublist, reflect parentList subList.set(0, "new 1"); //new 1 , 2 for(String s : parentList){ System.out.println(s);//0, new 1, 2, 3, 4 } //structural modification by sublist, reflect parentList subList.add(String.valueOf(2.5)); //new 1 , 2 , 2.5 for(String s : parentList){ System.out.println(s);// 0, new 1, 2, 2.5, 3, 4 } //non-structural modification by parentList, reflect sublist parentList.set(2, "new 2");// 0, new 1, new 2, 2.5, 3, 4 for(String s : subList){ System.out.println(s);// new 1, new 2 } //structural modification by parentList, sublist becomes undefined(throw exception) parentList.add("undefine"); for(String s : subList){ System.out.println(s); } subList.get(0); //java.util.ConcurrentModificationException
set(int index,E element)
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- publicEset(intindex,Eelement){RangeCheck(index);EoldValue=(E)elementData[index];elementData[index]=element;returnoldValue;}
首先检查范围，用新元素替换旧元素并返回旧元素。
size()
size()方法直接返回size。
toArray() 返回包含此列表中所有元素的数组。
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- publicObject[]toArray(){returnArrays.copyOf(elementData,size);}
调用Arrays.copyOf将返回一个数组，数组内容是size个elementData的元素，即拷贝elementData从0至size-1位置的元素到新数组并返回。
toArray(T[] a)
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- public<T>T[]toArray(T[]a){if(a.length<size)//Makeanewarrayofa’sruntimetype,butmycontents:return(T[])Arrays.copyOf(elementData,size,a.getClass()); System.arraycopy(elementData,0,a,0,size);if(a.length>size)a[size]=null;returna;}
如果传入数组的长度小于size，返回一个新的数组，大小为size，类型与传入数组相同。
所传入数组长度与size相等，则将elementData复制到传入数组中并返回传入的数组。
若传入数组长度大于size，除了复制elementData外，还将把返回数组的第size个元素置为空。
trimToSize()
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- publicvoidtrimToSize(){modCount++;intoldCapacity=elementData.length;if(size<oldCapacity){elementData=Arrays.copyOf(elementData,size);}}
由于elementData的长度会被拓展，size标记的是其中包含的元素的个数。
所以会出现size很小但elementData.length很大的情况，将出现空间的浪费。
trimToSize将返回一个新的数组给elementData，元素内容保持不变，length与size相同，节省空间。
学习Java最好的方式还必须是读源码。读完源码你才会发现这东西为什么是这么玩的，有哪些限制，关键点在哪里等等。而且这些源码都是大牛们写的，你能从中学习到很多。
所有的失败，与失去自己的失败比起来，更是微不足道
