jdk 1.8 Arraylist自动扩容

最新推荐文章于 2023-01-14 22:29:26 发布

原创最新推荐文章于 2023-01-14 22:29:26 发布 · 528 阅读

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本文详细解析了ArrayList在Java中的工作原理，特别是其扩容机制。从add方法开始，逐步介绍了ensureCapacityInternal、ensureExplicitCapacity和grow等关键方法的作用及流程，并讨论了在不同情况下的扩容策略。

以无参构造为例

第一步：调用add方法添加元素

public boolean add(E e) {

    ensureCapacityInternal(size + 1);  // 添加元素前先调用ensureCapacityInternal方法
    elementData[size++] = e;//添加对象时，size+1
    return true;
}

第二步：调用ensureCapacityInternal方法，设定好minCapacity的值

private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
    if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
        //判断是否为空数组
        minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
    }

    ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}

当空数组添加第1个元素时，minCapacity=1,调用max()方法取出DEFAULT_CAPACITY和minCapacity的最大值 ,minCapacity变为DEFAULT_CAPACITY(默认大小10),调用ensureExplicitCapacity方法。

当添加第2个元素时，直接调用ensureExplicitCapacity方法。

第三步：调用ensureExplicitCapacity方法修改修改次数,并判断是否需要扩容

private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
    modCount++;//修改次数加1

    // overflow-conscious code
    if (minCapacity - elementData.length > 0)
        grow(minCapacity);//调用扩容方法
}

当添加第1个元素时,此时的elementData.length=1(为空列表)，minCapacity=10，所以minCapacity>elementData.length,会进入grow(minCapacity)方法(此时minCapacity=10)。

当添加第2个元素时,此时的minCapacity=2，此时elementData.length(即是容量)在添加第一个元素后扩容成10了，所以minCapacity<elementData.length,不会进入grow(minCapacity)方法，数组容量仍为10不变

所以当添加第3、4···到第10个元素时，依然不会执行grow方法，数组容量都为10。

当添加到第11个元素时，(minCapacity=11)>(elementData.length=10)，所以进入grow(minCapacity)方法进行扩容。

第四步：调用grow方法进行扩容

private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;

private void grow(int minCapacity) {
    // overflow-conscious code
    int oldCapacity = elementData.length;
    //通过位运算右移一位，相当于除以2，运算速度快，新容量扩大到原容量的1.5倍
    int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
    if (newCapacity - minCapacity < 0)
        //从minCapacity和newCapacity种取出一个较大值作为扩容后新数组的容量
        //这个if判断主要是针对添加第一个元素时使用，1.5倍的oldCapacity 还是为0，所以newCapacity为最小容量10
        newCapacity = minCapacity;
    if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
        //如果新容量大于数组的最大size，进入hugeCapacity方法
        newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
    // minCapacity is usually close to size, so this is a win:
    //最后将原来的数组和新的容量大小传入到copyOf方法中复制(先设定一个新容量大小的数组，把原数据放入其中即可)
    elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}

当add第1个元素时，oldCapacity为0，第一个if成立,newCapacity=minCapacity=10;但是第二个if不成立，则不会进入hugeCapacity方法，数组容量为10，add方法中return true,size增为1。

当add第11个元素进入grow方法时，newCapacity为15，比minCapacity（为11）大，第一个if判断不成立。新容量没有大于数组最大size，不会进入hugeCapacity方法。数组容量扩为15，add方法中return true,size增为11。

第五步:如果新容量大于MAX_ARRAY_SIZE，进入hugeCapacity方法

private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
    if (minCapacity < 0) // overflow
        throw new OutOfMemoryError();
    return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
        Integer.MAX_VALUE :
        MAX_ARRAY_SIZE;
}