探秘ArrayList源码：Java动态数组的背后实现

在Java中，ArrayList是一个动态数组，用于存储对象引用序列。以下是ArrayList的一些核心方法的简化版本源代码，以解释其工作原理：

public class ArrayList<E> {
    private Object[] elementData;
    private int size;
 
    public ArrayList() {
        this(10); // 默认初始容量为10
    }
 
    public ArrayList(int initialCapacity) {
        if (initialCapacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: " + initialCapacity);
        this.elementData = new Object[initialCapacity];
    }
 
    public boolean add(E e) {
        ensureCapacity(size + 1);  // 确保数组有足够空间
        elementData[size++] = e;   // 添加元素并增加size
        return true;
    }
 
    public E get(int index) {
        rangeCheck(index);
        return (E) elementData[index];  // 返回指定位置的元素
    }
 
    private void ensureCapacity(int minCapacity) {
        if (minCapacity - elementData.length > 0) {
            grow(minCapacity);  // 如果需求容量大于当前数组长度，进行扩容
        }
    }
 
    private void grow(int minCapacity) {
        int oldCapacity = elementData.length;
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);  // 新容量为旧容量的1.5倍
        if (newCapacity - minCapacity < 0)
            newCapacity = minCapacity;
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);  // 复制到新数组
    }
 
    private void rangeCheck(int index) {
        if (index >= size)
            throw new IndexOutOfBoundsException("Index: " + index + ", Size: " + size);
    }
}

这个简化版本的ArrayList展示了数组动态扩展的基本原理。当添加元素时，如果数组已满，则通过grow方法创建一个新的数组，并将旧数组的内容复制到新数组。这种方式使得ArrayList可以在添加大量元素时自动管理内存。