Java基礎之ArrayList的擴容機制

我們知道Java中的ArrayList對象底層是基于數組實現的，而數組是有長度限制的，那基于數組實現的ArrayList是否有長度限制呢？我們通過ArrayList的構造方法來剖析

ArrayList提供了3種構造方法以便我們來獲取：

ArrayList(int initialCapacity) 第一種需要賦值長度進行new ArrayList() 第二種無參構造，不需要賦值數組初始長度 ArrayList(Collection<? extends E> c) 第三種入參一個繼承了Collection對象轉化為ArrayList

//需要賦值ArrayList一個int類型長度值 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);} } //無參構造 public ArrayList() {this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA; }//入參繼承了Collection對象轉化為ArrayList public ArrayList(Collection<? extends E> c) {elementData = c.toArray();if ((size = elementData.length) != 0) { // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652) if (elementData.getClass() != Object[].class)elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);} else { // replace with empty array. this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;} }

接下來我們從ArrayList的賦值初始長度的構造方法和無參構造方法進行跟蹤，來得到我們的答案；

1.ArrayList(int initialCapacity)

/*** Shared empty array instance used for empty instances.*/private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {}; public ArrayList(int initialCapacity) {//initialCapacity大于0的情況下，就去new一個Object類型、長度為initialCapacity的數組if (initialCapacity > 0) { this.elementData = new Object[initialCapacity];} else if (initialCapacity == 0) {//initialCapacity等于0的情況下，則生成已經創造好的Object[]； this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;} else {//initialCapacity小于0的情況下，直接拋異常 throw new IllegalArgumentException('Illegal Capacity: '+ initialCapacity);} }

通過上述源碼分析，在賦值初始長度的構造方法中，如果initialCapacity符合大于0的情況下的話，在new ArrayList的時候是會創造一個長度為initialCapacity的對象數組，而小于0的情況下則返回已經創造好的Object[] EMPTY_ELEMENTDATA；

2.ArrayList(）

private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};public ArrayList() { //當你沒有賦值初始長度時，同樣是去賦值已經創造好的空數組，沒有長度值this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA; }

當ArrayList生成后，我們接著來看他的add()添加方法,找到ArrayList實現的add方法：

private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};public boolean add(E e) { //1、add的第一步先去調用ensureCapacityInternal方法傳入size+1ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!elementData[size++] = e;return true; }//3、傳入一開始我們new的數組和add后的數組長度 private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) { //如果elementData等于空數組，則對比DEFAULT_CAPACITY和minCapacity大小，返回大的值，DEFAULT_CAPACITY默認為10if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) { return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);}//否則返回minCapacityreturn minCapacity; }//2、在ensureCapacityInternal方法內部又去調用calculateCapacity(elementData, minCapacity)方法，傳入add數據后的list的size長度 private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity)); }//4、拿到minCapacity的值后，對modCount++，比對添加后的list的長度和現在的list的長度來判斷是否需要進行擴容； private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {modCount++;// 如果添加list的長度大于list現在的長度，則說明list的長度已經不夠了，需要走grow(minCapacity)方法進行擴容if (minCapacity - elementData.length > 0) grow(minCapacity); }

經過上面的分析，我們發現在add時，ArrayList會先去判斷你是不是一個空數組，如果是的話則會給你賦值數組的,長度值，默認為10，到這一步我們就知道了，不管是哪種構造方法都會在add時，都會進行判斷給空數組進行賦值長度，也就是說對于ArrayList來講，他是需要數組的長度的，同時他還會對比數組原來長度和add后的長度來判斷是否需要進行擴容。

接下來我們看grow(minCapacity)擴容方法：

private void grow(int minCapacity) {// 拿到數組原來的長度int oldCapacity = elementData.length;//進行1.5倍計算int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);//如果1.5倍的值小于add后的長度值，則把add后的長度值設置成新數組的長度if (newCapacity - minCapacity < 0) newCapacity = minCapacity;//如果1.5倍的值大于array的最大長度則調用hugeCapacity(minCapacity)方法if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0) newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);// 調用Arrays.copyOf方法傳入舊數組對象和新數組的長度，進行擴容elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); }private static int hugeCapacity(int minCapacity) {if (minCapacity < 0) // overflow throw new OutOfMemoryError(); //如果add后的長度大于array的最大長度那就返回Integer的最大長度，否則返回array的最大長度，丟棄1.5倍的值，選擇array的最大長度來進行擴容return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ? Integer.MAX_VALUE : MAX_ARRAY_SIZE; }

到此，我們對于源碼的分析就結束了。

結論：

1.new的時候可以給ArrayList設置數組的長度值，也可以不設置，不設置的情況下，在第一次add時會默認賦值長度為10

2.每一次add時都會去對比add后的長度值和數組原有長度值，判斷是否需要走grow(int minCapacity)擴容方法

3.默認ArrayList是以1.5的長度進行擴容，會先去創造一個新的長度的數組，再將原來數組賦值過去，完成擴容操作

4.還會去對比1.5的長度和array的最大長度進行選擇用array的最大長度還是選擇Integer的最大長度

5.工作時，如果我們能知道ArrayList將要存儲多少數據時，最好是new的時候賦值一個初始值，因為去數組擴容肯定是要浪費時間和cpu資源的

到此這篇關于Java基礎之ArrayList的擴容機制的文章就介紹到這了,更多相關Java ArrayList的擴容機制內容請搜索好吧啦網以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持好吧啦網！