分析： java集合框架主要包括兩種型別的容器，集合（Collection）,儲存元素集合，圖(Map)，儲存鍵值對對映，而Collection介面又有三種子型別：List，Set,Queue,然後是一些抽象類，最後是一些實現類，常用ArrayList,LinkedList,HashSet,LinkedHashSet,HashMap, LinkedHashMap等。 所有的集合框架都包含以下幾部分內容： 1.介面：例Collection,Set等，目的是為了以不同的方式操作集合物件； 2.實現（類）：集合介面的具體實現，主要是不同的資料結構，如ArrayList,HashSet等 3.演算法：是實現集合物件的裡的方法執行的一些有用計算，如：搜尋和排序，這些演算法稱為多型，相同的方法可以在相似的介面以不同方式實現。 **

ArrayList:

** 特點

• ArrayList的底層實現是陣列；

• 預設增長方式：陣列的預設大小為10，1.5倍增容；

• 儲存是單個元素儲存，資料元素可以重複；

• 資料插入有序；

• 可以儲存多個null值；

• 效率方面：查詢效率高，刪除或插入元素效率低； 原始碼分析

• 繼承關係

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
        implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable

//繼承AbstractList類，實現了List介面，ArrayList是List介面的一個實現； 其中： RandomAccess :標記性介面，用來快速隨機存取，實現了該介面，用for迴圈遍 歷，效能更高；沒有實現該介面，用Iterator迭代器遍歷，效能更高 Clonable :實現該介面，可以使用Object.clone()方法； Serializable :實現該序列化介面，表明該介面可以被序列化（可以從類變成位元組 流，可以從位元組流變成原來的類）

• 底層資料結構 ArrayList的底層資料結構為陣列，陣列元素型別為Object型別；

• 基本屬性

//版本號
private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;
//預設大小
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
//空物件陣列
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
//元素陣列
private transient Object[] elementData;//transient：採用Java預設的序列化機制的時候，被該關鍵字修飾的不會被序列化
//實際元素個數
private int size;
 

• 構造方法（3種） public ArrayList() ； public ArrayList(int initialCapacity) ； public ArrayList(Collection<? extends E> c)；

//1.
public ArrayList(int initialCapacity) {
        super();//呼叫父類的無參構造方法
        if (initialCapacity < 0)//判斷給定的容量是否有效
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                               initialCapacity);
        this.elementData = new Object[initialCapacity];//new一個新陣列，大小為initialCapacity
    }

//2
public ArrayList() {
        super();///呼叫父類的無參構造方法，父類的無參構造方法是空的
        this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;//EMPTY_ELEMENTDATA是一個空的Object[],將其賦值給elementData，也是空的Object[]，預設大小為10；
    }

//3
public ArrayList(Collection<? extends E> c) {//引數是集合型別的一個物件
        elementData = c.toArray();//轉換為陣列
        size = elementData.length;//給出資料個數
        // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
        if (elementData.getClass() != Object[].class)
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
    }

• 核心方法

1. add()方法 boolean add(E e) 在尾部新增元素 void add(int index, E e) 在指定索引位置新增元素

add(E e)

public boolean add(E e) {
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        elementData[size++] = e;
        return true;
    }

//ensureCapacityInternal() 確定內部容量大小

private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
        if (elementData == EMPTY_ELEMENTDATA) {
            minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
        }
        ensureExplicitCapacity(minCapacity);
    }

//ensureExplicitCapacity() 確認實際容量

private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
        modCount++;//modCount,版本控制，集合有變化，刪除，新增都會改變

        // overflow-conscious code
        if (minCapacity - elementData.length > 0)
            grow(minCapacity);
    }

//grow() 擴容

private void grow(int minCapacity) {
        // overflow-conscious code
        int oldCapacity = elementData.length;
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
        if (newCapacity - minCapacity < 0)//適用於elementData是空陣列的情況，真正初始化elementData的大小（10）
            newCapacity = minCapacity;
        if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)//newCapacity超過 最大容量限制，呼叫hugeCapacity（），將能給的最大值給newCapacity
            newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
        // minCapacity is usually close to size, so this is a win:
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
    }

//hugeCapacity（） 給最大值

private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
        if (minCapacity < 0) // overflow
            throw new OutOfMemoryError();
        return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
            Integer.MAX_VALUE :
            MAX_ARRAY_SIZE;
    }

add(int index,E e) //指定位置新增元素

  public void add(int index, E element) { //在特定位置新增元素（插入）  
        rangeCheckForAdd(index);
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        //將index後的元素往後挪一位
        System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
                         size - index);
        elementData[index] = element;
        size++;
    }

//rangeCheckForAdd（） 檢查插入位置是否合理

private void rangeCheckForAdd(int index) {
        if (index > size || index < 0)  //插入位置不合理，丟擲越界異常
            throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
    }

public static native void arraycopy(Object src,  int  srcPos,
                                        Object dest, int destPos,
                                        int length);

由上述兩個add()方法，可以看出：ArrayList可以儲存重複元素，儲存多個null;

• remove()方法 E remove(int index) //刪除指定位置的元素 boolean remove(Object o) 刪除指定元素 void clear() 刪除所有元素 boolean removeAll(Collection<?> c); boolean retainAll(Collection<?> c) ;

remove(int index) //刪除指定位置的元素

public E remove(int index) {
        rangeCheck(index);  //index合理性檢查
        modCount++;
        E oldValue = elementData(index);  //通過索引快速找到元素
        int numMoved = size - index - 1;//計算需要移位的個數
        if (numMoved > 0)
            System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,   
                             numMoved);   //進行移位，將index後的元素向前移一位
        elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work  size位置賦為空，讓gc更快回收
        return oldValue;
    }

remove(Object o) 刪除指定元素

 public boolean remove(Object o) {
        if (o == null) {
            for (int index = 0; index < size; index++)
                if (elementData[index] == null) {
                    fastRemove(index);  //與remove（int index）方法實現方式基本一樣，找到滿足條件的元素位置，根據索引刪除
                    return true;
                }
        } else {
            for (int index = 0; index < size; index++)
                if (o.equals(elementData[index])) {
                    fastRemove(index);
                    return true;
                }
        }
        return false;
    }

clear() //刪除所有元素

public void clear() {
        modCount++;
        // clear to let GC do its work
        for (int i = 0; i < size; i++)   //將所有的元素賦為null，等待gc回收
            elementData[i] = null;
        size = 0;
    }

removeAll(Collection<?> c) ； retainAll(Collection<?> c)； 二者都呼叫了 batchRemove(Collection<?> c, boolean complement)方法，根據complement的值進行呼叫；complement傳入true，retainAll呼叫該方法，complement傳入false，removeAll呼叫該方法，

public boolean removeAll(Collection<?> c) {
        return batchRemove(c, false);
    }
//retainAll()
public boolean retainAll(Collection<?> c) {
        return batchRemove(c, true);
    }

//batchRemove(Collection<?> c, boolean complement)

private boolean batchRemove(Collection<?> c, boolean complement) {
 //complement傳入true，retainAll呼叫該方法，complement傳入false，removeAll呼叫該方法，
        final Object[] elementData = this.elementData;
        int r = 0, w = 0;//w交集個數
        boolean modified = false;
        try {
            for (; r < size; r++)
                if (c.contains(elementData[r]) == complement)
                    elementData[w++] = elementData[r];
        } finally {
            // Preserve behavioral compatibility with AbstractCollection,
            // even if c.contains() throws.
            if (r != size) {
                System.arraycopy(elementData, r,
                                 elementData, w,
                                 size - r);
                w += size - r;
            }
            if (w != size) {
                // clear to let GC do its work
                for (int i = w; i < size; i++)
                    elementData[i] = null;
                modCount += size - w;
                size = w;
                modified = true;
            }
        }
        return modified;
    }

由上述刪除相關方法，可以看出：陣列起始元素是0，找到第一個出現的元素刪除後返回（有重複滿足條件的元素，只刪除第一個）；

• E set(int index, E element) set(int index, E element) //更改元素

public E set(int index, E element) {
        rangeCheck(index);  //檢查索引是否合法
        E oldValue = elementData(index);
        elementData[index] = element;
        return oldValue;
    }

4.E get(int index) get(int index) //根據索引查詢元素

 public E get(int index) {  
        rangeCheck(index);
        return elementData(index);
    }

indexOf(Object o) 返回指定元素的索引

    public int indexOf(Object o) {
        if (o == null) {
            for (int i = 0; i < size; i++)
                if (elementData[i]==null)   //找到第一個為null的元素，返回下標
                    return i;
        } else {
            for (int i = 0; i < size; i++)
                if (o.equals(elementData[i]))   //找到第一個與元素相等的元素，返回下標
                    return i;
        }
        return -1;   //無目標元素，返回-1
    }

• 並集，交集，差集 並集：兩個集合所有元素的集合 無重複集合：重複元素只出現一次 例： a = {1,2,3}; b = {3,4,5}; 則 c = {1,2,3,4,5}; 可重複集合：所有元素的集合 c = {1,2,3,3,4,5}; 交集: 兩個集合重複的元素（我有你也有） 差集: 集合a中除了b中沒有的元素的集合（我有你沒有） 例： a - b ={1,2}; b-a = {4,5};

public static void main (String[]args){
   ArrayList<Integer> a = new ArrayList<>();
      a.add(1);
      a.add(4);
      a.add(3);
   ArrayList<Integer> b = new ArrayList<>();
      b.add(3);
      b.add(4);
      b.add(5);
   a.addAll(b);//求並集（可重複並集）
   System.out.println(a.toString());

   a.removeAll(b);
   a.addAll(b);//  去重複並集
     System.out.println(a.toString());

   a.retainAll(b);//刪除a中與b不同的元素，求交集
    System.out.println(a.toString());

   b.retainAll(a);
   a.removeAll(b);//先求二者的交集，再刪除a中二者的交集-->a-b(差集)
     System.out.println(a.toString());
}