1 /*
2  * Copyright (c) 1997, 2018, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
3  * DO NOT ALTER OR REMOVE COPYRIGHT NOTICES OR THIS FILE HEADER.
4  *
5  * This code is free software; you can redistribute it and/or modify it
6  * under the terms of the GNU General Public License version 2 only, as
7  * published by the Free Software Foundation.  Oracle designates this
8  * particular file as subject to the "Classpath" exception as provided
9  * by Oracle in the LICENSE file that accompanied this code.
10  *
11  * This code is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
12  * ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
13  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
14  * version 2 for more details (a copy is included in the LICENSE file that
15  * accompanied this code).
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU General Public License version
18  * 2 along with this work; if not, write to the Free Software Foundation,
19  * Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
20  *
21  * Please contact Oracle, 500 Oracle Parkway, Redwood Shores, CA 94065 USA
22  * or visit www.oracle.com if you need additional information or have any
23  * questions.
24  */

25
26 package java.util;
27
28 import java.util.function.Consumer;
29 import java.util.function.Predicate;
30 import java.util.function.UnaryOperator;
31 import jdk.internal.misc.SharedSecrets;
32
33 /**
34  * Resizable-array implementation of the {@code List} interface.  Implements
35  * all optional list operations, and permits all elements, including
36  * {@code null}.  In addition to implementing the {@code List} interface,
37  * this class provides methods to manipulate the size of the array that is
38  * used internally to store the list.  (This class is roughly equivalent to
39  * {@code Vector}, except that it is unsynchronized.)
40  *
41  * <p>The {@code size}, {@code isEmpty}, {@code get}, {@code set},
42  * {@code iterator}, and {@code listIterator} operations run in constant
43  * time.  The {@code add} operation runs in <i>amortized constant time</i>,
44  * that is, adding n elements requires O(n) time.  All of the other operations
45  * run in linear time (roughly speaking).  The constant factor is low compared
46  * to that for the {@code LinkedList} implementation.
47  *
48  * <p>Each {@code ArrayList} instance has a <i>capacity</i>.  The capacity is
49  * the size of the array used to store the elements in the list.  It is always
50  * at least as large as the list size.  As elements are added to an ArrayList,
51  * its capacity grows automatically.  The details of the growth policy are not
52  * specified beyond the fact that adding an element has constant amortized
53  * time cost.
54  *
55  * <p>An application can increase the capacity of an {@code ArrayList} instance
56  * before adding a large number of elements using the {@code ensureCapacity}
57  * operation.  This may reduce the amount of incremental reallocation.
58  *
59  * <p><strong>Note that this implementation is not synchronized.</strong>
60  * If multiple threads access an {@code ArrayList} instance concurrently,
61  * and at least one of the threads modifies the list structurally, it
62  * <i>must</i> be synchronized externally.  (A structural modification is
63  * any operation that adds or deletes one or more elements, or explicitly
64  * resizes the backing array; merely setting the value of an element is not
65  * a structural modification.)  This is typically accomplished by
66  * synchronizing on some object that naturally encapsulates the list.
67  *
68  * If no such object exists, the list should be "wrapped" using the
69  * {@link Collections#synchronizedList Collections.synchronizedList}
70  * method.  This is best done at creation time, to prevent accidental
71  * unsynchronized access to the list:<pre>
72  *   List list = Collections.synchronizedList(new ArrayList(...));</pre>
73  *
74  * <p id="fail-fast">
75  * The iterators returned by this class's {@link #iterator() iterator} and
76  * {@link #listIterator(int) listIterator} methods are <em>fail-fast</em>:
77  * if the list is structurally modified at any time after the iterator is
78  * created, in any way except through the iterator's own
79  * {@link ListIterator#remove() remove} or
80  * {@link ListIterator#add(Object) add} methods, the iterator will throw a
81  * {@link ConcurrentModificationException}.  Thus, in the face of
82  * concurrent modification, the iterator fails quickly and cleanly, rather
83  * than risking arbitrary, non-deterministic behavior at an undetermined
84  * time in the future.
85  *
86  * <p>Note that the fail-fast behavior of an iterator cannot be guaranteed
87  * as it is, generally speaking, impossible to make any hard guarantees in the
88  * presence of unsynchronized concurrent modification.  Fail-fast iterators
89  * throw {@code ConcurrentModificationException} on a best-effort basis.
90  * Therefore, it would be wrong to write a program that depended on this
91  * exception for its correctness:  <i>the fail-fast behavior of iterators
92  * should be used only to detect bugs.</i>
93  *
94  * <p>This class is a member of the
95  * <a href="{@docRoot}/java.base/java/util/package-summary.html#CollectionsFramework">
96  * Java Collections Framework</a>.
97  *
98  * @param <E> the type of elements in this list
99  *
100  * @author  Josh Bloch
101  * @author  Neal Gafter
102  * @see     Collection
103  * @see     List
104  * @see     LinkedList
105  * @see     Vector
106  * @since   1.2
107  */

108 public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
109         implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
110 {
111     private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;
112
113     /**
114      * Default initial capacity.
115      */

116     private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
117
118     /**
119      * Shared empty array instance used for empty instances.
120      */

121     private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
122
123     /**
124      * Shared empty array instance used for default sized empty instances. We
125      * distinguish this from EMPTY_ELEMENTDATA to know how much to inflate when
126      * first element is added.
127      */

128     private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
129
130     /**
131      * The array buffer into which the elements of the ArrayList are stored.
132      * The capacity of the ArrayList is the length of this array buffer. Any
133      * empty ArrayList with elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA
134      * will be expanded to DEFAULT_CAPACITY when the first element is added.
135      */

136     transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access
137
138     /**
139      * The size of the ArrayList (the number of elements it contains).
140      *
141      * @serial
142      */

143     private int size;
144
145     /**
146      * Constructs an empty list with the specified initial capacity.
147      *
148      * @param  initialCapacity  the initial capacity of the list
149      * @throws IllegalArgumentException if the specified initial capacity
150      *         is negative
151      */

152     public ArrayList(int initialCapacity) {
153         if (initialCapacity > 0) {
154             this.elementData = new Object[initialCapacity];
155         } else if (initialCapacity == 0) {
156             this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
157         } else {
158             throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
159                                                initialCapacity);
160         }
161     }
162
163     /**
164      * Constructs an empty list with an initial capacity of ten.
165      */

166     public ArrayList() {
167         this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
168     }
169
170     /**
171      * Constructs a list containing the elements of the specified
172      * collection, in the order they are returned by the collection's
173      * iterator.
174      *
175      * @param c the collection whose elements are to be placed into this list
176      * @throws NullPointerException if the specified collection is null
177      */

178     public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
179         elementData = c.toArray();
180         if ((size = elementData.length) != 0) {
181             // defend against c.toArray (incorrectly) not returning Object[]
182             // (see e.g. https://bugs.openjdk.java.net/browse/JDK-6260652)
183             if (elementData.getClass() != Object[].class)
184                 elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
185         } else {
186             // replace with empty array.
187             this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
188         }
189     }
190
191     /**
192      * Trims the capacity of this {@code ArrayList} instance to be the
193      * list's current size.  An application can use this operation to minimize
194      * the storage of an {@code ArrayList} instance.
195      */

196     public void trimToSize() {
197         modCount++;
198         if (size < elementData.length) {
199             elementData = (size == 0)
200               ? EMPTY_ELEMENTDATA
201               : Arrays.copyOf(elementData, size);
202         }
203     }
204
205     /**
206      * Increases the capacity of this {@code ArrayList} instance, if
207      * necessary, to ensure that it can hold at least the number of elements
208      * specified by the minimum capacity argument.
209      *
210      * @param minCapacity the desired minimum capacity
211      */

212     public void ensureCapacity(int minCapacity) {
213         if (minCapacity > elementData.length
214             && !(elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA
215                  && minCapacity <= DEFAULT_CAPACITY)) {
216             modCount++;
217             grow(minCapacity);
218         }
219     }
220
221     /**
222      * The maximum size of array to allocate (unless necessary).
223      * Some VMs reserve some header words in an array.
224      * Attempts to allocate larger arrays may result in
225      * OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit
226      */

227     private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
228
229     /**
230      * Increases the capacity to ensure that it can hold at least the
231      * number of elements specified by the minimum capacity argument.
232      *
233      * @param minCapacity the desired minimum capacity
234      * @throws OutOfMemoryError if minCapacity is less than zero
235      */

236     private Object[] grow(int minCapacity) {
237         return elementData = Arrays.copyOf(elementData,
238                                            newCapacity(minCapacity));
239     }
240
241     private Object[] grow() {
242         return grow(size + 1);
243     }
244
245     /**
246      * Returns a capacity at least as large as the given minimum capacity.
247      * Returns the current capacity increased by 50% if that suffices.
248      * Will not return a capacity greater than MAX_ARRAY_SIZE unless
249      * the given minimum capacity is greater than MAX_ARRAY_SIZE.
250      *
251      * @param minCapacity the desired minimum capacity
252      * @throws OutOfMemoryError if minCapacity is less than zero
253      */

254     private int newCapacity(int minCapacity) {
255         // overflow-conscious code
256         int oldCapacity = elementData.length;
257         int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
258         if (newCapacity - minCapacity <= 0) {
259             if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA)
260                 return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
261             if (minCapacity < 0) // overflow
262                 throw new OutOfMemoryError();
263             return minCapacity;
264         }
265         return (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE <= 0)
266             ? newCapacity
267             : hugeCapacity(minCapacity);
268     }
269
270     private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
271         if (minCapacity < 0) // overflow
272             throw new OutOfMemoryError();
273         return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE)
274             ? Integer.MAX_VALUE
275             : MAX_ARRAY_SIZE;
276     }
277
278     /**
279      * Returns the number of elements in this list.
280      *
281      * @return the number of elements in this list
282      */

283     public int size() {
284         return size;
285     }
286
287     /**
288      * Returns {@code trueif this list contains no elements.
289      *
290      * @return {@code trueif this list contains no elements
291      */

292     public boolean isEmpty() {
293         return size == 0;
294     }
295
296     /**
297      * Returns {@code trueif this list contains the specified element.
298      * More formally, returns {@code trueif and only if this list contains
299      * at least one element {@code e} such that
300      * {@code Objects.equals(o, e)}.
301      *
302      * @param o element whose presence in this list is to be tested
303      * @return {@code trueif this list contains the specified element
304      */

305     public boolean contains(Object o) {
306         return indexOf(o) >= 0;
307     }
308
309     /**
310      * Returns the index of the first occurrence of the specified element
311      * in this list, or -1 if this list does not contain the element.
312      * More formally, returns the lowest index {@code i} such that
313      * {@code Objects.equals(o, get(i))},
314      * or -1 if there is no such index.
315      */

316     public int indexOf(Object o) {
317         return indexOfRange(o, 0, size);
318     }
319
320     int indexOfRange(Object o, int start, int end) {
321         Object[] es = elementData;
322         if (o == null) {
323             for (int i = start; i < end; i++) {
324                 if (es[i] == null) {
325                     return i;
326                 }
327             }
328         } else {
329             for (int i = start; i < end; i++) {
330                 if (o.equals(es[i])) {
331                     return i;
332                 }
333             }
334         }
335         return -1;
336     }
337
338     /**
339      * Returns the index of the last occurrence of the specified element
340      * in this list, or -1 if this list does not contain the element.
341      * More formally, returns the highest index {@code i} such that
342      * {@code Objects.equals(o, get(i))},
343      * or -1 if there is no such index.
344      */

345     public int lastIndexOf(Object o) {
346         return lastIndexOfRange(o, 0, size);
347     }
348
349     int lastIndexOfRange(Object o, int start, int end) {
350         Object[] es = elementData;
351         if (o == null) {
352             for (int i = end - 1; i >= start; i--) {
353                 if (es[i] == null) {
354                     return i;
355                 }
356             }
357         } else {
358             for (int i = end - 1; i >= start; i--) {
359                 if (o.equals(es[i])) {
360                     return i;
361                 }
362             }
363         }
364         return -1;
365     }
366
367     /**
368      * Returns a shallow copy of this {@code ArrayList} instance.  (The
369      * elements themselves are not copied.)
370      *
371      * @return a clone of this {@code ArrayList} instance
372      */

373     public Object clone() {
374         try {
375             ArrayList<?> v = (ArrayList<?>) super.clone();
376             v.elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);
377             v.modCount = 0;
378             return v;
379         } catch (CloneNotSupportedException e) {
380             // this shouldn't happen, since we are Cloneable
381             throw new InternalError(e);
382         }
383     }
384
385     /**
386      * Returns an array containing all of the elements in this list
387      * in proper sequence (from first to last element).
388      *
389      * <p>The returned array will be "safe" in that no references to it are
390      * maintained by this list.  (In other words, this method must allocate
391      * a new array).  The caller is thus free to modify the returned array.
392      *
393      * <p>This method acts as bridge between array-based and collection-based
394      * APIs.
395      *
396      * @return an array containing all of the elements in this list in
397      *         proper sequence
398      */

399     public Object[] toArray() {
400         return Arrays.copyOf(elementData, size);
401     }
402
403     /**
404      * Returns an array containing all of the elements in this list in proper
405      * sequence (from first to last element); the runtime type of the returned
406      * array is that of the specified array.  If the list fits in the
407      * specified array, it is returned therein.  Otherwise, a new array is
408      * allocated with the runtime type of the specified array and the size of
409      * this list.
410      *
411      * <p>If the list fits in the specified array with room to spare
412      * (i.e., the array has more elements than the list), the element in
413      * the array immediately following the end of the collection is set to
414      * {@code null}.  (This is useful in determining the length of the
415      * list <i>only</i> if the caller knows that the list does not contain
416      * any null elements.)
417      *
418      * @param a the array into which the elements of the list are to
419      *          be stored, if it is big enough; otherwise, a new array of the
420      *          same runtime type is allocated for this purpose.
421      * @return an array containing the elements of the list
422      * @throws ArrayStoreException if the runtime type of the specified array
423      *         is not a supertype of the runtime type of every element in
424      *         this list
425      * @throws NullPointerException if the specified array is null
426      */

427     @SuppressWarnings("unchecked")
428     public <T> T[] toArray(T[] a) {
429         if (a.length < size)
430             // Make a new array of a's runtime type, but my contents:
431             return (T[]) Arrays.copyOf(elementData, size, a.getClass());
432         System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, size);
433         if (a.length > size)
434             a[size] = null;
435         return a;
436     }
437
438     // Positional Access Operations
439
440     @SuppressWarnings("unchecked")
441     E elementData(int index) {
442         return (E) elementData[index];
443     }
444
445     @SuppressWarnings("unchecked")
446     static <E> E elementAt(Object[] es, int index) {
447         return (E) es[index];
448     }
449
450     /**
451      * Returns the element at the specified position in this list.
452      *
453      * @param  index index of the element to return
454      * @return the element at the specified position in this list
455      * @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
456      */

457     public E get(int index) {
458         Objects.checkIndex(index, size);
459         return elementData(index);
460     }
461
462     /**
463      * Replaces the element at the specified position in this list with
464      * the specified element.
465      *
466      * @param index index of the element to replace
467      * @param element element to be stored at the specified position
468      * @return the element previously at the specified position
469      * @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
470      */

471     public E set(int index, E element) {
472         Objects.checkIndex(index, size);
473         E oldValue = elementData(index);
474         elementData[index] = element;
475         return oldValue;
476     }
477
478     /**
479      * This helper method split out from add(E) to keep method
480      * bytecode size under 35 (the -XX:MaxInlineSize default value),
481      * which helps when add(E) is called in a C1-compiled loop.
482      */

483     private void add(E e, Object[] elementData, int s) {
484         if (s == elementData.length)
485             elementData = grow();
486         elementData[s] = e;
487         size = s + 1;
488     }
489
490     /**
491      * Appends the specified element to the end of this list.
492      *
493      * @param e element to be appended to this list
494      * @return {@code true} (as specified by {@link Collection#add})
495      */

496     public boolean add(E e) {
497         modCount++;
498         add(e, elementData, size);
499         return true;
500     }
501
502     /**
503      * Inserts the specified element at the specified position in this
504      * list. Shifts the element currently at that position (if any) and
505      * any subsequent elements to the right (adds one to their indices).
506      *
507      * @param index index at which the specified element is to be inserted
508      * @param element element to be inserted
509      * @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
510      */

511     public void add(int index, E element) {
512         rangeCheckForAdd(index);
513         modCount++;
514         final int s;
515         Object[] elementData;
516         if ((s = size) == (elementData = this.elementData).length)
517             elementData = grow();
518         System.arraycopy(elementData, index,
519                          elementData, index + 1,
520                          s - index);
521         elementData[index] = element;
522         size = s + 1;
523     }
524
525     /**
526      * Removes the element at the specified position in this list.
527      * Shifts any subsequent elements to the left (subtracts one from their
528      * indices).
529      *
530      * @param index the index of the element to be removed
531      * @return the element that was removed from the list
532      * @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
533      */

534     public E remove(int index) {
535         Objects.checkIndex(index, size);
536         final Object[] es = elementData;
537
538         @SuppressWarnings("unchecked") E oldValue = (E) es[index];
539         fastRemove(es, index);
540
541         return oldValue;
542     }
543
544     /**
545      * {@inheritDoc}
546      */

547     public boolean equals(Object o) {
548         if (o == this) {
549             return true;
550         }
551
552         if (!(o instanceof List)) {
553             return false;
554         }
555
556         final int expectedModCount = modCount;
557         // ArrayList can be subclassed and given arbitrary behavior, but we can
558         // still deal with the common case where o is ArrayList precisely
559         boolean equal = (o.getClass() == ArrayList.class)
560             ? equalsArrayList((ArrayList<?>) o)
561             : equalsRange((List<?>) o, 0, size);
562
563         checkForComodification(expectedModCount);
564         return equal;
565     }
566
567     boolean equalsRange(List<?> other, int from, int to) {
568         final Object[] es = elementData;
569         if (to > es.length) {
570             throw new ConcurrentModificationException();
571         }
572         var oit = other.iterator();
573         for (; from < to; from++) {
574             if (!oit.hasNext() || !Objects.equals(es[from], oit.next())) {
575                 return false;
576             }
577         }
578         return !oit.hasNext();
579     }
580
581     private boolean equalsArrayList(ArrayList<?> other) {
582         final int otherModCount = other.modCount;
583         final int s = size;
584         boolean equal;
585         if (equal = (s == other.size)) {
586             final Object[] otherEs = other.elementData;
587             final Object[] es = elementData;
588             if (s > es.length || s > otherEs.length) {
589                 throw new ConcurrentModificationException();
590             }
591             for (int i = 0; i < s; i++) {
592                 if (!Objects.equals(es[i], otherEs[i])) {
593                     equal = false;
594                     break;
595                 }
596             }
597         }
598         other.checkForComodification(otherModCount);
599         return equal;
600     }
601
602     private void checkForComodification(final int expectedModCount) {
603         if (modCount != expectedModCount) {
604             throw new ConcurrentModificationException();
605         }
606     }
607
608     /**
609      * {@inheritDoc}
610      */

611     public int hashCode() {
612         int expectedModCount = modCount;
613         int hash = hashCodeRange(0, size);
614         checkForComodification(expectedModCount);
615         return hash;
616     }
617
618     int hashCodeRange(int from, int to) {
619         final Object[] es = elementData;
620         if (to > es.length) {
621             throw new ConcurrentModificationException();
622         }
623         int hashCode = 1;
624         for (int i = from; i < to; i++) {
625             Object e = es[i];
626             hashCode = 31 * hashCode + (e == null ? 0 : e.hashCode());
627         }
628         return hashCode;
629     }
630
631     /**
632      * Removes the first occurrence of the specified element from this list,
633      * if it is present.  If the list does not contain the element, it is
634      * unchanged.  More formally, removes the element with the lowest index
635      * {@code i} such that
636      * {@code Objects.equals(o, get(i))}
637      * (if such an element exists).  Returns {@code trueif this list
638      * contained the specified element (or equivalently, if this list
639      * changed as a result of the call).
640      *
641      * @param o element to be removed from this list, if present
642      * @return {@code trueif this list contained the specified element
643      */

644     public boolean remove(Object o) {
645         final Object[] es = elementData;
646         final int size = this.size;
647         int i = 0;
648         found: {
649             if (o == null) {
650                 for (; i < size; i++)
651                     if (es[i] == null)
652                         break found;
653             } else {
654                 for (; i < size; i++)
655                     if (o.equals(es[i]))
656                         break found;
657             }
658             return false;
659         }
660         fastRemove(es, i);
661         return true;
662     }
663
664     /**
665      * Private remove method that skips bounds checking and does not
666      * return the value removed.
667      */

668     private void fastRemove(Object[] es, int i) {
669         modCount++;
670         final int newSize;
671         if ((newSize = size - 1) > i)
672             System.arraycopy(es, i + 1, es, i, newSize - i);
673         es[size = newSize] = null;
674     }
675
676     /**
677      * Removes all of the elements from this list.  The list will
678      * be empty after this call returns.
679      */

680     public void clear() {
681         modCount++;
682         final Object[] es = elementData;
683         for (int to = size, i = size = 0; i < to; i++)
684             es[i] = null;
685     }
686
687     /**
688      * Appends all of the elements in the specified collection to the end of
689      * this list, in the order that they are returned by the
690      * specified collection's Iterator.  The behavior of this operation is
691      * undefined if the specified collection is modified while the operation
692      * is in progress.  (This implies that the behavior of this call is
693      * undefined if the specified collection is this list, and this
694      * list is nonempty.)
695      *
696      * @param c collection containing elements to be added to this list
697      * @return {@code trueif this list changed as a result of the call
698      * @throws NullPointerException if the specified collection is null
699      */

700     public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
701         Object[] a = c.toArray();
702         modCount++;
703         int numNew = a.length;
704         if (numNew == 0)
705             return false;
706         Object[] elementData;
707         final int s;
708         if (numNew > (elementData = this.elementData).length - (s = size))
709             elementData = grow(s + numNew);
710         System.arraycopy(a, 0, elementData, s, numNew);
711         size = s + numNew;
712         return true;
713     }
714
715     /**
716      * Inserts all of the elements in the specified collection into this
717      * list, starting at the specified position.  Shifts the element
718      * currently at that position (if any) and any subsequent elements to
719      * the right (increases their indices).  The new elements will appear
720      * in the list in the order that they are returned by the
721      * specified collection's iterator.
722      *
723      * @param index index at which to insert the first element from the
724      *              specified collection
725      * @param c collection containing elements to be added to this list
726      * @return {@code trueif this list changed as a result of the call
727      * @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
728      * @throws NullPointerException if the specified collection is null
729      */

730     public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
731         rangeCheckForAdd(index);
732
733         Object[] a = c.toArray();
734         modCount++;
735         int numNew = a.length;
736         if (numNew == 0)
737             return false;
738         Object[] elementData;
739         final int s;
740         if (numNew > (elementData = this.elementData).length - (s = size))
741             elementData = grow(s + numNew);
742
743         int numMoved = s - index;
744         if (numMoved > 0)
745             System.arraycopy(elementData, index,
746                              elementData, index + numNew,
747                              numMoved);
748         System.arraycopy(a, 0, elementData, index, numNew);
749         size = s + numNew;
750         return true;
751     }
752
753     /**
754      * Removes from this list all of the elements whose index is between
755      * {@code fromIndex}, inclusive, and {@code toIndex}, exclusive.
756      * Shifts any succeeding elements to the left (reduces their index).
757      * This call shortens the list by {@code (toIndex - fromIndex)} elements.
758      * (If {@code toIndex==fromIndex}, this operation has no effect.)
759      *
760      * @throws IndexOutOfBoundsException if {@code fromIndex} or
761      *         {@code toIndex} is out of range
762      *         ({@code fromIndex < 0 ||
763      *          toIndex > size() ||
764      *          toIndex < fromIndex})
765      */

766     protected void removeRange(int fromIndex, int toIndex) {
767         if (fromIndex > toIndex) {
768             throw new IndexOutOfBoundsException(
769                     outOfBoundsMsg(fromIndex, toIndex));
770         }
771         modCount++;
772         shiftTailOverGap(elementData, fromIndex, toIndex);
773     }
774
775     /** Erases the gap from lo to hi, by sliding down following elements. */
776     private void shiftTailOverGap(Object[] es, int lo, int hi) {
777         System.arraycopy(es, hi, es, lo, size - hi);
778         for (int to = size, i = (size -= hi - lo); i < to; i++)
779             es[i] = null;
780     }
781
782     /**
783      * A version of rangeCheck used by add and addAll.
784      */

785     private void rangeCheckForAdd(int index) {
786         if (index > size || index < 0)
787             throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
788     }
789
790     /**
791      * Constructs an IndexOutOfBoundsException detail message.
792      * Of the many possible refactorings of the error handling code,
793      * this "outlining" performs best with both server and client VMs.
794      */

795     private String outOfBoundsMsg(int index) {
796         return "Index: "+index+", Size: "+size;
797     }
798
799     /**
800      * A version used in checking (fromIndex > toIndex) condition
801      */

802     private static String outOfBoundsMsg(int fromIndex, int toIndex) {
803         return "From Index: " + fromIndex + " > To Index: " + toIndex;
804     }
805
806     /**
807      * Removes from this list all of its elements that are contained in the
808      * specified collection.
809      *
810      * @param c collection containing elements to be removed from this list
811      * @return {@code trueif this list changed as a result of the call
812      * @throws ClassCastException if the class of an element of this list
813      *         is incompatible with the specified collection
814      * (<a href="Collection.html#optional-restrictions">optional</a>)
815      * @throws NullPointerException if this list contains a null element and the
816      *         specified collection does not permit null elements
817      * (<a href="Collection.html#optional-restrictions">optional</a>),
818      *         or if the specified collection is null
819      * @see Collection#contains(Object)
820      */

821     public boolean removeAll(Collection<?> c) {
822         return batchRemove(c, false, 0, size);
823     }
824
825     /**
826      * Retains only the elements in this list that are contained in the
827      * specified collection.  In other words, removes from this list all
828      * of its elements that are not contained in the specified collection.
829      *
830      * @param c collection containing elements to be retained in this list
831      * @return {@code trueif this list changed as a result of the call
832      * @throws ClassCastException if the class of an element of this list
833      *         is incompatible with the specified collection
834      * (<a href="Collection.html#optional-restrictions">optional</a>)
835      * @throws NullPointerException if this list contains a null element and the
836      *         specified collection does not permit null elements
837      * (<a href="Collection.html#optional-restrictions">optional</a>),
838      *         or if the specified collection is null
839      * @see Collection#contains(Object)
840      */

841     public boolean retainAll(Collection<?> c) {
842         return batchRemove(c, true, 0, size);
843     }
844
845     boolean batchRemove(Collection<?> c, boolean complement,
846                         final int from, final int end) {
847         Objects.requireNonNull(c);
848         final Object[] es = elementData;
849         int r;
850         // Optimize for initial run of survivors
851         for (r = from;; r++) {
852             if (r == end)
853                 return false;
854             if (c.contains(es[r]) != complement)
855                 break;
856         }
857         int w = r++;
858         try {
859             for (Object e; r < end; r++)
860                 if (c.contains(e = es[r]) == complement)
861                     es[w++] = e;
862         } catch (Throwable ex) {
863             // Preserve behavioral compatibility with AbstractCollection,
864             // even if c.contains() throws.
865             System.arraycopy(es, r, es, w, end - r);
866             w += end - r;
867             throw ex;
868         } finally {
869             modCount += end - w;
870             shiftTailOverGap(es, w, end);
871         }
872         return true;
873     }
874
875     /**
876      * Saves the state of the {@code ArrayList} instance to a stream
877      * (that is, serializes it).
878      *
879      * @param s the stream
880      * @throws java.io.IOException if an I/O error occurs
881      * @serialData The length of the array backing the {@code ArrayList}
882      *             instance is emitted (int), followed by all of its elements
883      *             (each an {@code Object}) in the proper order.
884      */

885     private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
886         throws java.io.IOException {
887         // Write out element count, and any hidden stuff
888         int expectedModCount = modCount;
889         s.defaultWriteObject();
890
891         // Write out size as capacity for behavioral compatibility with clone()
892         s.writeInt(size);
893
894         // Write out all elements in the proper order.
895         for (int i=0; i<size; i++) {
896             s.writeObject(elementData[i]);
897         }
898
899         if (modCount != expectedModCount) {
900             throw new ConcurrentModificationException();
901         }
902     }
903
904     /**
905      * Reconstitutes the {@code ArrayList} instance from a stream (that is,
906      * deserializes it).
907      * @param s the stream
908      * @throws ClassNotFoundException if the class of a serialized object
909      *         could not be found
910      * @throws java.io.IOException if an I/O error occurs
911      */

912     private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
913         throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
914
915         // Read in size, and any hidden stuff
916         s.defaultReadObject();
917
918         // Read in capacity
919         s.readInt(); // ignored
920
921         if (size > 0) {
922             // like clone(), allocate array based upon size not capacity
923             SharedSecrets.getJavaObjectInputStreamAccess().checkArray(s, Object[].class, size);
924             Object[] elements = new Object[size];
925
926             // Read in all elements in the proper order.
927             for (int i = 0; i < size; i++) {
928                 elements[i] = s.readObject();
929             }
930
931             elementData = elements;
932         } else if (size == 0) {
933             elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
934         } else {
935             throw new java.io.InvalidObjectException("Invalid size: " + size);
936         }
937     }
938
939     /**
940      * Returns a list iterator over the elements in this list (in proper
941      * sequence), starting at the specified position in the list.
942      * The specified index indicates the first element that would be
943      * returned by an initial call to {@link ListIterator#next next}.
944      * An initial call to {@link ListIterator#previous previous} would
945      * return the element with the specified index minus one.
946      *
947      * <p>The returned list iterator is <a href="#fail-fast"><i>fail-fast</i></a>.
948      *
949      * @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
950      */

951     public ListIterator<E> listIterator(int index) {
952         rangeCheckForAdd(index);
953         return new ListItr(index);
954     }
955
956     /**
957      * Returns a list iterator over the elements in this list (in proper
958      * sequence).
959      *
960      * <p>The returned list iterator is <a href="#fail-fast"><i>fail-fast</i></a>.
961      *
962      * @see #listIterator(int)
963      */

964     public ListIterator<E> listIterator() {
965         return new ListItr(0);
966     }
967
968     /**
969      * Returns an iterator over the elements in this list in proper sequence.
970      *
971      * <p>The returned iterator is <a href="#fail-fast"><i>fail-fast</i></a>.
972      *
973      * @return an iterator over the elements in this list in proper sequence
974      */

975     public Iterator<E> iterator() {
976         return new Itr();
977     }
978
979     /**
980      * An optimized version of AbstractList.Itr
981      */

982     private class Itr implements Iterator<E> {
983         int cursor;       // index of next element to return
984         int lastRet = -1; // index of last element returned; -1 if no such
985         int expectedModCount = modCount;
986
987         // prevent creating a synthetic constructor
988         Itr() {}
989
990         public boolean hasNext() {
991             return cursor != size;
992         }
993
994         @SuppressWarnings("unchecked")
995         public E next() {
996             checkForComodification();
997             int i = cursor;
998             if (i >= size)
999                 throw new NoSuchElementException();
1000             Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
1001             if (i >= elementData.length)
1002                 throw new ConcurrentModificationException();
1003             cursor = i + 1;
1004             return (E) elementData[lastRet = i];
1005         }
1006
1007         public void remove() {
1008             if (lastRet < 0)
1009                 throw new IllegalStateException();
1010             checkForComodification();
1011
1012             try {
1013                 ArrayList.this.remove(lastRet);
1014                 cursor = lastRet;
1015                 lastRet = -1;
1016                 expectedModCount = modCount;
1017             } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
1018                 throw new ConcurrentModificationException();
1019             }
1020         }
1021
1022         @Override
1023         public void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) {
1024             Objects.requireNonNull(action);
1025             final int size = ArrayList.this.size;
1026             int i = cursor;
1027             if (i < size) {
1028                 final Object[] es = elementData;
1029                 if (i >= es.length)
1030                     throw new ConcurrentModificationException();
1031                 for (; i < size && modCount == expectedModCount; i++)
1032                     action.accept(elementAt(es, i));
1033                 // update once at end to reduce heap write traffic
1034                 cursor = i;
1035                 lastRet = i - 1;
1036                 checkForComodification();
1037             }
1038         }
1039
1040         final void checkForComodification() {
1041             if (modCount != expectedModCount)
1042                 throw new ConcurrentModificationException();
1043         }
1044     }
1045
1046     /**
1047      * An optimized version of AbstractList.ListItr
1048      */

1049     private class ListItr extends Itr implements ListIterator<E> {
1050         ListItr(int index) {
1051             super();
1052             cursor = index;
1053         }
1054
1055         public boolean hasPrevious() {
1056             return cursor != 0;
1057         }
1058
1059         public int nextIndex() {
1060             return cursor;
1061         }
1062
1063         public int previousIndex() {
1064             return cursor - 1;
1065         }
1066
1067         @SuppressWarnings("unchecked")
1068         public E previous() {
1069             checkForComodification();
1070             int i = cursor - 1;
1071             if (i < 0)
1072                 throw new NoSuchElementException();
1073             Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
1074             if (i >= elementData.length)
1075                 throw new ConcurrentModificationException();
1076             cursor = i;
1077             return (E) elementData[lastRet = i];
1078         }
1079
1080         public void set(E e) {
1081             if (lastRet < 0)
1082                 throw new IllegalStateException();
1083             checkForComodification();
1084
1085             try {
1086                 ArrayList.this.set(lastRet, e);
1087             } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
1088                 throw new ConcurrentModificationException();
1089             }
1090         }
1091
1092         public void add(E e) {
1093             checkForComodification();
1094
1095             try {
1096                 int i = cursor;
1097                 ArrayList.this.add(i, e);
1098                 cursor = i + 1;
1099                 lastRet = -1;
1100                 expectedModCount = modCount;
1101             } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
1102                 throw new ConcurrentModificationException();
1103             }
1104         }
1105     }
1106
1107     /**
1108      * Returns a view of the portion of this list between the specified
1109      * {@code fromIndex}, inclusive, and {@code toIndex}, exclusive.  (If
1110      * {@code fromIndex} and {@code toIndex} are equal, the returned list is
1111      * empty.)  The returned list is backed by this list, so non-structural
1112      * changes in the returned list are reflected in this list, and vice-versa.
1113      * The returned list supports all of the optional list operations.
1114      *
1115      * <p>This method eliminates the need for explicit range operations (of
1116      * the sort that commonly exist for arrays).  Any operation that expects
1117      * a list can be used as a range operation by passing a subList view
1118      * instead of a whole list.  For example, the following idiom
1119      * removes a range of elements from a list:
1120      * <pre>
1121      *      list.subList(from, to).clear();
1122      * </pre>
1123      * Similar idioms may be constructed for {@link #indexOf(Object)} and
1124      * {@link #lastIndexOf(Object)}, and all of the algorithms in the
1125      * {@link Collections} class can be applied to a subList.
1126      *
1127      * <p>The semantics of the list returned by this method become undefined if
1128      * the backing list (i.e., this list) is <i>structurally modified</i> in
1129      * any way other than via the returned list.  (Structural modifications are
1130      * those that change the size of this list, or otherwise perturb it in such
1131      * a fashion that iterations in progress may yield incorrect results.)
1132      *
1133      * @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
1134      * @throws IllegalArgumentException {@inheritDoc}
1135      */

1136     public List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) {
1137         subListRangeCheck(fromIndex, toIndex, size);
1138         return new SubList<>(this, fromIndex, toIndex);
1139     }
1140
1141     private static class SubList<E> extends AbstractList<E> implements RandomAccess {
1142         private final ArrayList<E> root;
1143         private final SubList<E> parent;
1144         private final int offset;
1145         private int size;
1146
1147         /**
1148          * Constructs a sublist of an arbitrary ArrayList.
1149          */

1150         public SubList(ArrayList<E> root, int fromIndex, int toIndex) {
1151             this.root = root;
1152             this.parent = null;
1153             this.offset = fromIndex;
1154             this.size = toIndex - fromIndex;
1155             this.modCount = root.modCount;
1156         }
1157
1158         /**
1159          * Constructs a sublist of another SubList.
1160          */

1161         private SubList(SubList<E> parent, int fromIndex, int toIndex) {
1162             this.root = parent.root;
1163             this.parent = parent;
1164             this.offset = parent.offset + fromIndex;
1165             this.size = toIndex - fromIndex;
1166             this.modCount = root.modCount;
1167         }
1168
1169         public E set(int index, E element) {
1170             Objects.checkIndex(index, size);
1171             checkForComodification();
1172             E oldValue = root.elementData(offset + index);
1173             root.elementData[offset + index] = element;
1174             return oldValue;
1175         }
1176
1177         public E get(int index) {
1178             Objects.checkIndex(index, size);
1179             checkForComodification();
1180             return root.elementData(offset + index);
1181         }
1182
1183         public int size() {
1184             checkForComodification();
1185             return size;
1186         }
1187
1188         public void add(int index, E element) {
1189             rangeCheckForAdd(index);
1190             checkForComodification();
1191             root.add(offset + index, element);
1192             updateSizeAndModCount(1);
1193         }
1194
1195         public E remove(int index) {
1196             Objects.checkIndex(index, size);
1197             checkForComodification();
1198             E result = root.remove(offset + index);
1199             updateSizeAndModCount(-1);
1200             return result;
1201         }
1202
1203         protected void removeRange(int fromIndex, int toIndex) {
1204             checkForComodification();
1205             root.removeRange(offset + fromIndex, offset + toIndex);
1206             updateSizeAndModCount(fromIndex - toIndex);
1207         }
1208
1209         public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
1210             return addAll(this.size, c);
1211         }
1212
1213         public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
1214             rangeCheckForAdd(index);
1215             int cSize = c.size();
1216             if (cSize==0)
1217                 return false;
1218             checkForComodification();
1219             root.addAll(offset + index, c);
1220             updateSizeAndModCount(cSize);
1221             return true;
1222         }
1223
1224         public void replaceAll(UnaryOperator<E> operator) {
1225             root.replaceAllRange(operator, offset, offset + size);
1226         }
1227
1228         public boolean removeAll(Collection<?> c) {
1229             return batchRemove(c, false);
1230         }
1231
1232         public boolean retainAll(Collection<?> c) {
1233             return batchRemove(c, true);
1234         }
1235
1236         private boolean batchRemove(Collection<?> c, boolean complement) {
1237             checkForComodification();
1238             int oldSize = root.size;
1239             boolean modified =
1240                 root.batchRemove(c, complement, offset, offset + size);
1241             if (modified)
1242                 updateSizeAndModCount(root.size - oldSize);
1243             return modified;
1244         }
1245
1246         public boolean removeIf(Predicate<? super E> filter) {
1247             checkForComodification();
1248             int oldSize = root.size;
1249             boolean modified = root.removeIf(filter, offset, offset + size);
1250             if (modified)
1251                 updateSizeAndModCount(root.size - oldSize);
1252             return modified;
1253         }
1254
1255         public Object[] toArray() {
1256             checkForComodification();
1257             return Arrays.copyOfRange(root.elementData, offset, offset + size);
1258         }
1259
1260         @SuppressWarnings("unchecked")
1261         public <T> T[] toArray(T[] a) {
1262             checkForComodification();
1263             if (a.length < size)
1264                 return (T[]) Arrays.copyOfRange(
1265                         root.elementData, offset, offset + size, a.getClass());
1266             System.arraycopy(root.elementData, offset, a, 0, size);
1267             if (a.length > size)
1268                 a[size] = null;
1269             return a;
1270         }
1271
1272         public boolean equals(Object o) {
1273             if (o == this) {
1274                 return true;
1275             }
1276
1277             if (!(o instanceof List)) {
1278                 return false;
1279             }
1280
1281             boolean equal = root.equalsRange((List<?>)o, offset, offset + size);
1282             checkForComodification();
1283             return equal;
1284         }
1285
1286         public int hashCode() {
1287             int hash = root.hashCodeRange(offset, offset + size);
1288             checkForComodification();
1289             return hash;
1290         }
1291
1292         public int indexOf(Object o) {
1293             int index = root.indexOfRange(o, offset, offset + size);
1294             checkForComodification();
1295             return index >= 0 ? index - offset : -1;
1296         }
1297
1298         public int lastIndexOf(Object o) {
1299             int index = root.lastIndexOfRange(o, offset, offset + size);
1300             checkForComodification();
1301             return index >= 0 ? index - offset : -1;
1302         }
1303
1304         public boolean contains(Object o) {
1305             return indexOf(o) >= 0;
1306         }
1307
1308         public Iterator<E> iterator() {
1309             return listIterator();
1310         }
1311
1312         public ListIterator<E> listIterator(int index) {
1313             checkForComodification();
1314             rangeCheckForAdd(index);
1315
1316             return new ListIterator<E>() {
1317                 int cursor = index;
1318                 int lastRet = -1;
1319                 int expectedModCount = root.modCount;
1320
1321                 public boolean hasNext() {
1322                     return cursor != SubList.this.size;
1323                 }
1324
1325                 @SuppressWarnings("unchecked")
1326                 public E next() {
1327                     checkForComodification();
1328                     int i = cursor;
1329                     if (i >= SubList.this.size)
1330                         throw new NoSuchElementException();
1331                     Object[] elementData = root.elementData;
1332                     if (offset + i >= elementData.length)
1333                         throw new ConcurrentModificationException();
1334                     cursor = i + 1;
1335                     return (E) elementData[offset + (lastRet = i)];
1336                 }
1337
1338                 public boolean hasPrevious() {
1339                     return cursor != 0;
1340                 }
1341
1342                 @SuppressWarnings("unchecked")
1343                 public E previous() {
1344                     checkForComodification();
1345                     int i = cursor - 1;
1346                     if (i < 0)
1347                         throw new NoSuchElementException();
1348                     Object[] elementData = root.elementData;
1349                     if (offset + i >= elementData.length)
1350                         throw new ConcurrentModificationException();
1351                     cursor = i;
1352                     return (E) elementData[offset + (lastRet = i)];
1353                 }
1354
1355                 public void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) {
1356                     Objects.requireNonNull(action);
1357                     final int size = SubList.this.size;
1358                     int i = cursor;
1359                     if (i < size) {
1360                         final Object[] es = root.elementData;
1361                         if (offset + i >= es.length)
1362                             throw new ConcurrentModificationException();
1363                         for (; i < size && modCount == expectedModCount; i++)
1364                             action.accept(elementAt(es, offset + i));
1365                         // update once at end to reduce heap write traffic
1366                         cursor = i;
1367                         lastRet = i - 1;
1368                         checkForComodification();
1369                     }
1370                 }
1371
1372                 public int nextIndex() {
1373                     return cursor;
1374                 }
1375
1376                 public int previousIndex() {
1377                     return cursor - 1;
1378                 }
1379
1380                 public void remove() {
1381                     if (lastRet < 0)
1382                         throw new IllegalStateException();
1383                     checkForComodification();
1384
1385                     try {
1386                         SubList.this.remove(lastRet);
1387                         cursor = lastRet;
1388                         lastRet = -1;
1389                         expectedModCount = root.modCount;
1390                     } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
1391                         throw new ConcurrentModificationException();
1392                     }
1393                 }
1394
1395                 public void set(E e) {
1396                     if (lastRet < 0)
1397                         throw new IllegalStateException();
1398                     checkForComodification();
1399
1400                     try {
1401                         root.set(offset + lastRet, e);
1402                     } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
1403                         throw new ConcurrentModificationException();
1404                     }
1405                 }
1406
1407                 public void add(E e) {
1408                     checkForComodification();
1409
1410                     try {
1411                         int i = cursor;
1412                         SubList.this.add(i, e);
1413                         cursor = i + 1;
1414                         lastRet = -1;
1415                         expectedModCount = root.modCount;
1416                     } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
1417                         throw new ConcurrentModificationException();
1418                     }
1419                 }
1420
1421                 final void checkForComodification() {
1422                     if (root.modCount != expectedModCount)
1423                         throw new ConcurrentModificationException();
1424                 }
1425             };
1426         }
1427
1428         public List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) {
1429             subListRangeCheck(fromIndex, toIndex, size);
1430             return new SubList<>(this, fromIndex, toIndex);
1431         }
1432
1433         private void rangeCheckForAdd(int index) {
1434             if (index < 0 || index > this.size)
1435                 throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
1436         }
1437
1438         private String outOfBoundsMsg(int index) {
1439             return "Index: "+index+", Size: "+this.size;
1440         }
1441
1442         private void checkForComodification() {
1443             if (root.modCount != modCount)
1444                 throw new ConcurrentModificationException();
1445         }
1446
1447         private void updateSizeAndModCount(int sizeChange) {
1448             SubList<E> slist = this;
1449             do {
1450                 slist.size += sizeChange;
1451                 slist.modCount = root.modCount;
1452                 slist = slist.parent;
1453             } while (slist != null);
1454         }
1455
1456         public Spliterator<E> spliterator() {
1457             checkForComodification();
1458
1459             // ArrayListSpliterator not used here due to late-binding
1460             return new Spliterator<E>() {
1461                 private int index = offset; // current index, modified on advance/split
1462                 private int fence = -1; // -1 until used; then one past last index
1463                 private int expectedModCount; // initialized when fence set
1464
1465                 private int getFence() { // initialize fence to size on first use
1466                     int hi; // (a specialized variant appears in method forEach)
1467                     if ((hi = fence) < 0) {
1468                         expectedModCount = modCount;
1469                         hi = fence = offset + size;
1470                     }
1471                     return hi;
1472                 }
1473
1474                 public ArrayList<E>.ArrayListSpliterator trySplit() {
1475                     int hi = getFence(), lo = index, mid = (lo + hi) >>> 1;
1476                     // ArrayListSpliterator can be used here as the source is already bound
1477                     return (lo >= mid) ? null : // divide range in half unless too small
1478                         root.new ArrayListSpliterator(lo, index = mid, expectedModCount);
1479                 }
1480
1481                 public boolean tryAdvance(Consumer<? super E> action) {
1482                     Objects.requireNonNull(action);
1483                     int hi = getFence(), i = index;
1484                     if (i < hi) {
1485                         index = i + 1;
1486                         @SuppressWarnings("unchecked") E e = (E)root.elementData[i];
1487                         action.accept(e);
1488                         if (root.modCount != expectedModCount)
1489                             throw new ConcurrentModificationException();
1490                         return true;
1491                     }
1492                     return false;
1493                 }
1494
1495                 public void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) {
1496                     Objects.requireNonNull(action);
1497                     int i, hi, mc; // hoist accesses and checks from loop
1498                     ArrayList<E> lst = root;
1499                     Object[] a;
1500                     if ((a = lst.elementData) != null) {
1501                         if ((hi = fence) < 0) {
1502                             mc = modCount;
1503                             hi = offset + size;
1504                         }
1505                         else
1506                             mc = expectedModCount;
1507                         if ((i = index) >= 0 && (index = hi) <= a.length) {
1508                             for (; i < hi; ++i) {
1509                                 @SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) a[i];
1510                                 action.accept(e);
1511                             }
1512                             if (lst.modCount == mc)
1513                                 return;
1514                         }
1515                     }
1516                     throw new ConcurrentModificationException();
1517                 }
1518
1519                 public long estimateSize() {
1520                     return getFence() - index;
1521                 }
1522
1523                 public int characteristics() {
1524                     return Spliterator.ORDERED | Spliterator.SIZED | Spliterator.SUBSIZED;
1525                 }
1526             };
1527         }
1528     }
1529
1530     /**
1531      * @throws NullPointerException {@inheritDoc}
1532      */

1533     @Override
1534     public void forEach(Consumer<? super E> action) {
1535         Objects.requireNonNull(action);
1536         final int expectedModCount = modCount;
1537         final Object[] es = elementData;
1538         final int size = this.size;
1539         for (int i = 0; modCount == expectedModCount && i < size; i++)
1540             action.accept(elementAt(es, i));
1541         if (modCount != expectedModCount)
1542             throw new ConcurrentModificationException();
1543     }
1544
1545     /**
1546      * Creates a <em><a href="Spliterator.html#binding">late-binding</a></em>
1547      * and <em>fail-fast</em> {@link Spliterator} over the elements in this
1548      * list.
1549      *
1550      * <p>The {@code Spliterator} reports {@link Spliterator#SIZED},
1551      * {@link Spliterator#SUBSIZED}, and {@link Spliterator#ORDERED}.
1552      * Overriding implementations should document the reporting of additional
1553      * characteristic values.
1554      *
1555      * @return a {@code Spliterator} over the elements in this list
1556      * @since 1.8
1557      */

1558     @Override
1559     public Spliterator<E> spliterator() {
1560         return new ArrayListSpliterator(0, -1, 0);
1561     }
1562
1563     /** Index-based split-by-two, lazily initialized Spliterator */
1564     final class ArrayListSpliterator implements Spliterator<E> {
1565
1566         /*
1567          * If ArrayLists were immutable, or structurally immutable (no
1568          * adds, removes, etc), we could implement their spliterators
1569          * with Arrays.spliterator. Instead we detect as much
1570          * interference during traversal as practical without
1571          * sacrificing much performance. We rely primarily on
1572          * modCounts. These are not guaranteed to detect concurrency
1573          * violations, and are sometimes overly conservative about
1574          * within-thread interference, but detect enough problems to
1575          * be worthwhile in practice. To carry this out, we (1) lazily
1576          * initialize fence and expectedModCount until the latest
1577          * point that we need to commit to the state we are checking
1578          * against; thus improving precision.  (This doesn't apply to
1579          * SubLists, that create spliterators with current non-lazy
1580          * values).  (2) We perform only a single
1581          * ConcurrentModificationException check at the end of forEach
1582          * (the most performance-sensitive method). When using forEach
1583          * (as opposed to iterators), we can normally only detect
1584          * interference after actions, not before. Further
1585          * CME-triggering checks apply to all other possible
1586          * violations of assumptions for example null or too-small
1587          * elementData array given its size(), that could only have
1588          * occurred due to interference.  This allows the inner loop
1589          * of forEach to run without any further checks, and
1590          * simplifies lambda-resolution. While this does entail a
1591          * number of checks, note that in the common case of
1592          * list.stream().forEach(a), no checks or other computation
1593          * occur anywhere other than inside forEach itself.  The other
1594          * less-often-used methods cannot take advantage of most of
1595          * these streamlinings.
1596          */

1597
1598         private int index; // current index, modified on advance/split
1599         private int fence; // -1 until used; then one past last index
1600         private int expectedModCount; // initialized when fence set
1601
1602         /** Creates new spliterator covering the given range. */
1603         ArrayListSpliterator(int origin, int fence, int expectedModCount) {
1604             this.index = origin;
1605             this.fence = fence;
1606             this.expectedModCount = expectedModCount;
1607         }
1608
1609         private int getFence() { // initialize fence to size on first use
1610             int hi; // (a specialized variant appears in method forEach)
1611             if ((hi = fence) < 0) {
1612                 expectedModCount = modCount;
1613                 hi = fence = size;
1614             }
1615             return hi;
1616         }
1617
1618         public ArrayListSpliterator trySplit() {
1619             int hi = getFence(), lo = index, mid = (lo + hi) >>> 1;
1620             return (lo >= mid) ? null : // divide range in half unless too small
1621                 new ArrayListSpliterator(lo, index = mid, expectedModCount);
1622         }
1623
1624         public boolean tryAdvance(Consumer<? super E> action) {
1625             if (action == null)
1626                 throw new NullPointerException();
1627             int hi = getFence(), i = index;
1628             if (i < hi) {
1629                 index = i + 1;
1630                 @SuppressWarnings("unchecked") E e = (E)elementData[i];
1631                 action.accept(e);
1632                 if (modCount != expectedModCount)
1633                     throw new ConcurrentModificationException();
1634                 return true;
1635             }
1636             return false;
1637         }
1638
1639         public void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) {
1640             int i, hi, mc; // hoist accesses and checks from loop
1641             Object[] a;
1642             if (action == null)
1643                 throw new NullPointerException();
1644             if ((a = elementData) != null) {
1645                 if ((hi = fence) < 0) {
1646                     mc = modCount;
1647                     hi = size;
1648                 }
1649                 else
1650                     mc = expectedModCount;
1651                 if ((i = index) >= 0 && (index = hi) <= a.length) {
1652                     for (; i < hi; ++i) {
1653                         @SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) a[i];
1654                         action.accept(e);
1655                     }
1656                     if (modCount == mc)
1657                         return;
1658                 }
1659             }
1660             throw new ConcurrentModificationException();
1661         }
1662
1663         public long estimateSize() {
1664             return getFence() - index;
1665         }
1666
1667         public int characteristics() {
1668             return Spliterator.ORDERED | Spliterator.SIZED | Spliterator.SUBSIZED;
1669         }
1670     }
1671
1672     // A tiny bit set implementation
1673
1674     private static long[] nBits(int n) {
1675         return new long[((n - 1) >> 6) + 1];
1676     }
1677     private static void setBit(long[] bits, int i) {
1678         bits[i >> 6] |= 1L << i;
1679     }
1680     private static boolean isClear(long[] bits, int i) {
1681         return (bits[i >> 6] & (1L << i)) == 0;
1682     }
1683
1684     /**
1685      * @throws NullPointerException {@inheritDoc}
1686      */

1687     @Override
1688     public boolean removeIf(Predicate<? super E> filter) {
1689         return removeIf(filter, 0, size);
1690     }
1691
1692     /**
1693      * Removes all elements satisfying the given predicate, from index
1694      * i (inclusive) to index end (exclusive).
1695      */

1696     boolean removeIf(Predicate<? super E> filter, int i, final int end) {
1697         Objects.requireNonNull(filter);
1698         int expectedModCount = modCount;
1699         final Object[] es = elementData;
1700         // Optimize for initial run of survivors
1701         for (; i < end && !filter.test(elementAt(es, i)); i++)
1702             ;
1703         // Tolerate predicates that reentrantly access the collection for
1704         // read (but writers still get CME), so traverse once to find
1705         // elements to delete, a second pass to physically expunge.
1706         if (i < end) {
1707             final int beg = i;
1708             final long[] deathRow = nBits(end - beg);
1709             deathRow[0] = 1L;   // set bit 0
1710             for (i = beg + 1; i < end; i++)
1711                 if (filter.test(elementAt(es, i)))
1712                     setBit(deathRow, i - beg);
1713             if (modCount != expectedModCount)
1714                 throw new ConcurrentModificationException();
1715             modCount++;
1716             int w = beg;
1717             for (i = beg; i < end; i++)
1718                 if (isClear(deathRow, i - beg))
1719                     es[w++] = es[i];
1720             shiftTailOverGap(es, w, end);
1721             return true;
1722         } else {
1723             if (modCount != expectedModCount)
1724                 throw new ConcurrentModificationException();
1725             return false;
1726         }
1727     }
1728
1729     @Override
1730     public void replaceAll(UnaryOperator<E> operator) {
1731         replaceAllRange(operator, 0, size);
1732         modCount++;
1733     }
1734
1735     private void replaceAllRange(UnaryOperator<E> operator, int i, int end) {
1736         Objects.requireNonNull(operator);
1737         final int expectedModCount = modCount;
1738         final Object[] es = elementData;
1739         for (; modCount == expectedModCount && i < end; i++)
1740             es[i] = operator.apply(elementAt(es, i));
1741         if (modCount != expectedModCount)
1742             throw new ConcurrentModificationException();
1743     }
1744
1745     @Override
1746     @SuppressWarnings("unchecked")
1747     public void sort(Comparator<? super E> c) {
1748         final int expectedModCount = modCount;
1749         Arrays.sort((E[]) elementData, 0, size, c);
1750         if (modCount != expectedModCount)
1751             throw new ConcurrentModificationException();
1752         modCount++;
1753     }
1754
1755     void checkInvariants() {
1756         // assert size >= 0;
1757         // assert size == elementData.length || elementData[size] == null;
1758     }
1759 }
1760