JDK1.8中ArrayList是如何扩容的
作者:Ccy丶双 时间:2023-01-20 19:04:47
ArrayList简介:
ArrayList实现了List接口它是一个可调整大小的数组可以用来存放各种形式的数据。并提供了包括CRUD在内的多种方法可以对数据进行操作但是它不是线程安全的,外ArrayList按照插入的顺序来存放数据。
在讲扩容机制之前,我们需要了解一下ArrayList中最主要的几个变量:
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;//数组默认初始容量
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};//定义一个空的数组实例以供其他需要用到空数组的地方调用
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};//定义一个空数组,跟前面的区别就是这个空数组是用来判断ArrayList第一添加数据的时候要扩容多少。默认的构造器情况下返回这个空数组
transient Object[] elementData;//数据存的地方它的容量就是这个数组的长度,同时只要是使用默认构造器(DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA )第一次添加数据的时候容量扩容为DEFAULT_CAPACITY = 10
private int size;//当前数组的长度
本题的所有的讲解都是基于JDK8
这道题考察了ArrayList的构造器和对扩容机制的了解,本篇博客基于此出发讲解ArrayList的扩容机制
想要做出这道题必须了解ArrayList的构造函数,ArrayList的构造函数总共有三个:
ArrayList()
构造一个空的数组。JDK7中构造一个初始容量为10的空列表但是JDK8中只是构造一个空的数组
ArrayList(Collection<? extends E> c)
构造一个包含指定 collection 的元素的数组,这些元素是按照该 collection 的迭代器返回它们的顺序排列的。ArrayList(int initialCapacity)
构造一个具有指定初始容量的空数组。
我们重点来看这两个ArrayList(int initialCapacity)
,ArrayList()
构造函数
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
初始化一个空数组,这是JDK8不同于之前版本的地方
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);
}
}
对于形参initialCapacity
判断,如果大于0那么就声明一个和形参一样大小的数组。了解到这里似乎这道题的正确答案也出来了即选择A,并没有发生扩容
但是作为一名合格的程序员要有探索精神,题目提到了扩容,既然ArrayList底层是一个数组,那么就肯定会满,什么时候发生扩容呢?
//1.add方法为添加元素在数组末尾
public boolean add(E e) {
//确保数组容量 size指向数组的末尾
ensureCapacityInternal(size + 1);
//在完成添加之前要确保数组长度足够
elementData[size++] = e;
return true;
}
//3.elementData为ArrayList底层维护的数组,minCapacity为此时数组的大小
private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
//如果数组为初始化的值,就初始化数组容量为10(空参的构造方法下首次添加)
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
return minCapacity;
}
//2.minCapacity表示此时数组的大小
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
}
//4.minCapacity表示此时数组的大小
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;
//如果此时数组容量的大小不够就扩容
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
源码读到这里,我们明白了,当我们每次向ArrayList添加元素的时候,都会首先确保数组容量够放下元素如果不够就会 grow(minCapacity)
调用扩容函数,那么秉承着探索的精神,原本大小的数组扩容之后变成多大了呢?还得继续看源码
//扩容源码
private void grow(int minCapacity) {
//获取当前数组的长度
int oldCapacity = elementData.length;
//>>右移相当于整除2,新容量相当于就旧容量的1.5倍
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
//如果扩容后的容量还不够那么就以需要的容量为新容量
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
//如果新容量已经超过最大容量了,那么就直接使用最大容量
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
//讲新容量的数组拷贝
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
源码大致读完后,我们明白了ArrayList的自动扩容机制,每次新添加元素的时候都会判断是否能够容下,如果不够就会发生扩容,扩容的大小为原大小的1.5倍数,明白这些以后让我们看看下面这段程序扩容了几次呢??容量是多少呢?
ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>(20);
for(int i=1;i<=50;i++) {
arrayList.add(i);
}
前20次添加不会发生扩容,当21元素添加时数组容量从20扩容到30,当添加31元素时数组容量从30扩容到45,当添加46元素时数组容量从45扩容到67
来源:https://blog.csdn.net/goddessccy/article/details/121863522
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