JDK1.8 ArrayList 扩容详解

全栈程序员-站长 • 2022年5月22日下午9:00 • 未分类 • 阅读 38

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

arraylist这个数据结构比较简单，总体来说，arraylist 底层结构是数组，他的很多方法都是从数组上面演变而来的，下面分析下arraylist的扩容机制，

每次在add()一个元素时，arraylist都需要对这个list的容量进行一个判断。如果容量够，直接添加，否则需要进行扩容。在1.8 arraylist这个类中，扩容调用的是grow()方法，通过grow()方法中调用的Arrays.copyof()方法进行对原数组的复制，在通过调用System.arraycopy()方法进行复制，达到扩容的目的

几个重要的初始化值

存储数组元素的缓冲区
// non-private to simplify nested class access
transient Object[] elementData; 
默认空数组元素
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
默认初始化容量
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
数组的大小
private int size;
记录被修改的次数
protected transient int modCount = 0;
数组的最大值
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8

几个重要的方法

一个空的构造方法

默认数组的长度为10
public ArrayList() {
    this.elementData  = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}

添加元素的方法，

public boolean add(E e) {
扩充长度，在原来的大小上面加1
// Increments modCount!!
    ensureCapacityInternal(size + 1);  
添加元素
    elementData[size++] = e;
    return true;
}

确认内部容量

private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
    ensureExplicitCapacity(
calculateCapacity(elementData, minCapacity));
}

计算容量

private static int calculateCapacity (Object[] elementData, int minCapacity) {
如果这个数组等于空，返回最大的容量，否则，还是原来的容量
    if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
        return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
    }
    return minCapacity;
    }

确认扩展容量

private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
修改次数加1
    modCount++;
如果容量不够，调用增加容量方法
    // overflow-conscious code
    if (minCapacity - elementData.length > 0)
        grow(minCapacity);
}

扩展方法

private void grow(int minCapacity) {
    // overflow-conscious code
获取原来数组容量的长度
    int oldCapacity = elementData.length;
新增加的容量长度为原来容量的1.5倍
    int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
新容量比老容量小，那么新的容量就是老的容量
    if (newCapacity - minCapacity < 0)
        newCapacity = minCapacity;
新创建的容量超过数组的最大值。抛出异常
    if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
        newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
    // minCapacity is usually close to size, so this is a win:

调用复制方法，在原来元素上增加容量，这就是传说中的可变集合。用新长度复制原数组。
    elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}

数组工具类中的复制方法

public static <T> T[] copyOf (T[] original, int newLength) {
    return (T[]) copyOf(original, newLength, original.getClass());
}

具体的复制方法

public static <T,U> T[] copyOf(U[] original, int newLength, 
Class<? extends T[]> newType) {
    @SuppressWarnings("unchecked")
获得者数组对象
    T[] copy = ((Object)newType == (Object)Object[].class)
        ? (T[]) new Object[newLength]
        : (T[]) Array.newInstance(newType.getComponentType(), newLength);

调用系统的方法增加数组容量
    System.arraycopy(original, 0, copy, 0,Math.min(original.length, newLength));
    return copy;
}

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