List集合基礎增強底層源碼分析
作者：Stanley 羅昊
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集合分為三個系列，分別為：List、set、map
List系列
特點：元素有序可重復
有序指的是元素的添加順序，也就是說，元素被第一個存進去的時候，它就在第一位，這就是list集合的元素添加順序；
通常情況下我們所說的有序有兩個概念，第一個是添加順序，第二個是大小順序（實際上就是元素值的大小）
List下面重點關注兩個實現類分別是：
ArrayList LinkedList
ArrayList
ArrayList底層實現是數組，既然是數組，那它就必然有數組的特點：查找快，增刪慢；
這里簡單解釋一下：
首先我們建立一個數組，一旦建立一個數組，那么程序就會在內存中開辟一個連續的內存存儲空間，並且它是有下標的，從0開始，一旦定義長度就無法發生改變。
現在，假設我們往數組里面存值，當然是你定義什么類型，你就存什么類型的值進去，如果現在想獲取，我們直接通過下標就可以進行獲取了，但是我刪除元素的時候，是怎么刪除的呢？
數組刪除過程
假設我定義一個數組如下圖：
紅框內，代表我存的值，黑線上方則是他們值對應的下標
假設我現在想刪除c這個元素，這個時候d就會向前移動e也會移到d的位置f也會移到e的位置上，結果后面會空出來的那個就被刪掉了，結果就成了👇下面這張圖B-1：
這個就是數組的刪除過程。
數組添加過程
剛講了刪除過程，現在我們就來看看數組的添加過程：
添加元素首先會給即將進來的這個元素分配一個空間在如圖B-1f后面，如果你想添加到如圖B-1下標為1的空間里，那么它就會開始依次向后移，b占領d的位置d占領e的位置f占領后面新開辟空間的位置上。
這就是它的增加與刪除過程，所以它增刪慢，查詢快；
那既然我剛講了，數組一旦定義，長度不能發生改變，那么在咱們List集合底層是數組實現的，你List集合定義的時候你給過長度嗎？很顯然並沒有給長度，那就可以無限添加元素，你填100個也行，你添10k也無所謂，既然數組長度不變，你說它底層怎么搞的呢？接下來我們就定義一個數組並且查看它的底層代碼。
List集合底層源碼詳解
我用的是IDEA，按兩下Shift鍵輸入ArrayList回車即可查看源碼，首先剛進來我們看到的是版本號：
private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;//版本號
/**
* Default initial capacity.（默認初始容量，也就說，當我們定義一個List集合沒有給他指定長度的時候，默認長度就是10）
*/
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
那如果我添加11元素的時候怎么辦？
答：擴容，下面我會詳講擴容
剛開始建這個集合的時候，默認長度是10
/**
* Increases the capacity to ensure that it can hold at least the
* number of elements specified by the minimum capacity argument.
*
* @param minCapacity the desired minimum capacity
*/
private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;//你現在數組的長度
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);//新數組的長度 = oldCapacity + (oldCapacity>> 1)其中 >>符號是右移符，也就是/2的意思，算出來的結果是1.5，所以它擴容的時候是1.5倍1.5倍的擴的
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)（按住 Ctrl鍵 點進去 MAX_ARRAY_SIZE 就可以查看數組的最大容量，下面我有詳講）
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
// minCapacity is usually close to size, so this is a win:
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
上面這個源碼，就是數組初始化與擴容的方法，也就是說ArrayList里面它數組初始化是在你添加第一個元素的時候，當它擴完容后接下來就是數組的拷貝
你在創建List集合的時候，你也可以給它傳一個初始容量，如何操作請繼續向下閱讀。
在ArrayList集合底層源碼里有一個有參構造跟無參構造，它們分別在什么時候使用呢？
首先先看一下有參構造：
/**
* Constructs an empty list with the specified initial capacity.
*
* @param initialCapacity the initial capacity of the list
* @throws IllegalArgumentException if the specified initial capacity
* is negative
*/
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);
}
}
什么時候用有參構造：當你向集合中添加元素數量比較多的時候，你最好給它指定初始容量，因為這樣就可以減少很多次的擴容和元素拷貝。
原理：如果你10000個元素，你讓它10個以上擴一次容，擴完容后你再讓它連續擴容必然會造成元素拷貝，元素拷貝它的性能就高不了，這樣如此反復的話必然會拉低它的性能，如果你元素過多的話，你給它指定初始容量，這樣我就能減少了很多次擴容和元素拷貝，從而提升性能（在一定程度上提升性能），
當元素比較少的時候，你就可以默認不指定初始容量
ArrayList容量有上限嗎？
元素是有上限的，它的容量是Integer的最大值，在源碼里面可以清楚的看到它的設定：
/**
* The maximum size of array to allocate.
* Some VMs reserve some header words in an array.
* Attempts to allocate larger arrays may result in
* OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit
*/
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;（寫的很清楚，它的大小不能超過Integer的最大值（21億））
我們可以看到它減了一個8，因為到后期就已經不需要擴容了，最后幾個元素它是一個一個添加的，添加一個擴一個容，添加一個擴一個容。
值得一提的是，當它的容量超過10億后，性能就有所衰減，這個實驗是有人做過的，也被證實了，10億之前它的性能都表現良好。
今日感悟：
很多人辭職的時候都會被老板挽留，誤認以為自己是公司里不可取代的人，可實際上，沒有人的工作是不可取代的。
老板在你辭職的時候挽留你，不過是說明：你是在可以取代你的那群人中，價格最便宜的。
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