Java基礎(chǔ)之ArrayList的擴(kuò)容機(jī)制
我們知道Java中的ArrayList對(duì)象底層是基于數(shù)組實(shí)現(xiàn)的,而數(shù)組是有長(zhǎng)度限制的,那基于數(shù)組實(shí)現(xiàn)的ArrayList是否有長(zhǎng)度限制呢?我們通過ArrayList的構(gòu)造方法來剖析
ArrayList提供了3種構(gòu)造方法以便我們來獲?。?/p>
- ArrayList(int initialCapacity) 第一種需要賦值長(zhǎng)度進(jìn)行new
- ArrayList() 第二種無參構(gòu)造,不需要賦值數(shù)組初始長(zhǎng)度
- ArrayList(Collection<? extends E> c) 第三種入?yún)⒁粋€(gè)繼承了Collection對(duì)象轉(zhuǎn)化為ArrayList
//需要賦值A(chǔ)rrayList一個(gè)int類型長(zhǎng)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(gòu)造
public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
//入?yún)⒗^承了Collection對(duì)象轉(zhuǎn)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(zhǎng)度的構(gòu)造方法和無參構(gòu)造方法進(jìn)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(gè)Object類型、長(zhǎng)度為initialCapacity的數(shù)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(jīng)創(chuàng)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(zhǎng)度的構(gòu)造方法中,如果initialCapacity符合大于0的情況下的話,在new ArrayList的時(shí)候是會(huì)創(chuàng)造一個(gè)長(zhǎng)度為initialCapacity的對(duì)象數(shù)組,而小于0的情況下則返回已經(jīng)創(chuàng)造好的Object[] EMPTY_ELEMENTDATA;
2.ArrayList()
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
public ArrayList() {
//當(dāng)你沒有賦值初始長(zhǎng)度時(shí),同樣是去賦值已經(jīng)創(chuàng)造好的空數(shù)組,沒有長(zhǎng)度值
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
當(dāng)ArrayList生成后,我們接著來看他的add()添加方法,找到ArrayList實(shí)現(xiàn)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(diào)用ensureCapacityInternal方法傳入size+1
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}
//3、傳入一開始我們new的數(shù)組和add后的數(shù)組長(zhǎng)度
private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
//如果elementData等于空數(shù)組,則對(duì)比DEFAULT_CAPACITY和minCapacity大小,返回大的值,DEFAULT_CAPACITY默認(rèn)為10
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
//否則返回minCapacity
return minCapacity;
}
//2、在ensureCapacityInternal方法內(nèi)部又去調(diào)用calculateCapacity(elementData, minCapacity)方法,傳入add數(shù)據(jù)后的list的size長(zhǎng)度
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
}
//4、拿到minCapacity的值后,對(duì)modCount++,比對(duì)添加后的list的長(zhǎng)度和現(xiàn)在的list的長(zhǎng)度來判斷是否需要進(jìn)行擴(kuò)容;
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;
// 如果添加list的長(zhǎng)度大于list現(xiàn)在的長(zhǎng)度,則說明list的長(zhǎng)度已經(jīng)不夠了,需要走grow(minCapacity)方法進(jìn)行擴(kuò)容
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
經(jīng)過上面的分析,我們發(fā)現(xiàn)在add時(shí),ArrayList會(huì)先去判斷你是不是一個(gè)空數(shù)組,如果是的話則會(huì)給你賦值數(shù)組的,長(zhǎng)度值,默認(rèn)為10,到這一步我們就知道了,不管是哪種構(gòu)造方法都會(huì)在add時(shí),都會(huì)進(jìn)行判斷給空數(shù)組進(jìn)行賦值長(zhǎng)度,也就是說對(duì)于ArrayList來講,他是需要數(shù)組的長(zhǎng)度的,同時(shí)他還會(huì)對(duì)比數(shù)組原來長(zhǎng)度和add后的長(zhǎng)度來判斷是否需要進(jìn)行擴(kuò)容。
接下來我們看grow(minCapacity)擴(kuò)容方法:
private void grow(int minCapacity) {
// 拿到數(shù)組原來的長(zhǎng)度
int oldCapacity = elementData.length;
//進(jìn)行1.5倍計(jì)算
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
//如果1.5倍的值小于add后的長(zhǎng)度值,則把a(bǔ)dd后的長(zhǎng)度值設(shè)置成新數(shù)組的長(zhǎng)度
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
//如果1.5倍的值大于array的最大長(zhǎng)度則調(diào)用hugeCapacity(minCapacity)方法
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
// 調(diào)用Arrays.copyOf方法傳入舊數(shù)組對(duì)象和新數(shù)組的長(zhǎng)度,進(jìn)行擴(kuò)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(zhǎng)度大于array的最大長(zhǎng)度那就返回Integer的最大長(zhǎng)度,否則返回array的最大長(zhǎng)度,丟棄1.5倍的值,選擇array的最大長(zhǎng)度來進(jìn)行擴(kuò)容
return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
Integer.MAX_VALUE :
MAX_ARRAY_SIZE;
}
到此,我們對(duì)于源碼的分析就結(jié)束了。
結(jié)論:
1.new的時(shí)候可以給ArrayList設(shè)置數(shù)組的長(zhǎng)度值,也可以不設(shè)置,不設(shè)置的情況下,在第一次add時(shí)會(huì)默認(rèn)賦值長(zhǎng)度為10
2.每一次add時(shí)都會(huì)去對(duì)比add后的長(zhǎng)度值和數(shù)組原有長(zhǎng)度值,判斷是否需要走grow(int minCapacity)擴(kuò)容方法
3.默認(rèn)ArrayList是以1.5的長(zhǎng)度進(jìn)行擴(kuò)容,會(huì)先去創(chuàng)造一個(gè)新的長(zhǎng)度的數(shù)組,再將原來數(shù)組賦值過去,完成擴(kuò)容操作
4.還會(huì)去對(duì)比1.5的長(zhǎng)度和array的最大長(zhǎng)度進(jìn)行選擇用array的最大長(zhǎng)度還是選擇Integer的最大長(zhǎng)度
5.工作時(shí),如果我們能知道ArrayList將要存儲(chǔ)多少數(shù)據(jù)時(shí),最好是new的時(shí)候賦值一個(gè)初始值,因?yàn)槿?shù)組擴(kuò)容肯定是要浪費(fèi)時(shí)間和cpu資源的
到此這篇關(guān)于Java基礎(chǔ)之ArrayList的擴(kuò)容機(jī)制的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java ArrayList的擴(kuò)容機(jī)制內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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