ArrayList 扩容机制及底层代码

目录

1.ArrayList 扩容机制

2.底层代码分析

2.1ArrayList()

2.2ArrayList(int initialCapacity)

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1.ArrayList 扩容机制

1. ArrayList扩容的本质就是计算出新的扩容数组的size 后实例化，并将原有数组内容复制到新数组中去。（不是原数组，而是新数组然后给予数组对象地址）。
2. 当无参创建一个ArrayList对象时，它会分配一定的初始容量，通常为10。
3. 当ArrayList中的元素数量达到当前容量时，ArrayList会自动增加其容量。ArrayList 扩容的计算是在一个grow() 方法里面， grow 方法先尝试将数组扩大为原数组的1.5倍。（默新容量=旧容量右移一位（相当于除于2）在加上旧容量）
4. 若新的容量满足需求，会调用一个Arrays.copyof 方法, 将所有的元素从旧数组复制到新数组中，这个方法是真正实现扩容的步骤。如果扩容后的新容量还是不满足需求，那新容量大小为当前所需的容量加1。

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2.底层代码分析

以JDK8版本为例。

2.1ArrayList()

演示的测试代码及断点位置

1. 进入断点第6行查看ArrayList()的构造器

说明：

this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;代码的作用。

给elementData 数组赋值为空。

（1）elementData 数组？

elementData 数组是ArrayList的一个属性，被transient修饰，故不可被序列化。

 （2）DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA？

2.查看第8行arrayList.add(0)的源码

 ArrayList 中只能存储对象。对于基本类型数据，需要使用其对应的包装类

（1）先会进行基本类型->包装类的封装

（2）然后进入add方法 

说明：

size是此时的elementData 数组中的元素个数。

ensureCapacityInternal故名思意是 确保内部容量

 （3）进入ensureCapacityInternal(size + 1)

 

 说明：

1.size+1==minCapacity 意思是此次添加元素起码要有的容量。

2.calculateCapacity意思是计算容量。

3.ensureExplicitCapacity意思是确定容量。calculateCapacity方法的返回值为ensureExplicitCapacity的参数。

（4）进入calculateCapacity方法

说明：DEFAULT_CAPACITY==10 ，是默认值；

  解释代码：

if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
    return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
return minCapacity; 

1.if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA)

意思是如果 elementData是空的数组，就让DEFAULT_CAPACITY和minCapacity比大小。

1.当elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA成立时，一定是空ArrayList第一次添加元素。

2.DEFAULT_CAPACITY和minCapacity比大小就是10和1比大小。

小结：calculateCapacity方法发挥作用就只是在elementData第一次添加元素时，设置默认数组大小10.

（5）进入ensureExplicitCapacity 方法

说明：modCount 为修改次数。

解释代码：

if (minCapacity - elementData.length > 0)
    grow(minCapacity);

意思是 elementData数组此时的容量小于添加元素后起码要有的最小容量，此时就要执行grow(minCapacity) 方法进行扩容。

（6）执行grow方法进行扩容

解释代码1：

int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);

 newCapacity = oldCapacity + 0.5*oldCapacity；

新容量为旧容量1.5倍。

解释代码2：

if (newCapacity - minCapacity < 0)
    newCapacity = minCapacity;

意思是新容量如果还没有添加元素后起码要有的最小容量大， newCapacity = minCapacity

 解释代码3：

elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);

 调用一个Arrays.copyof 方法, 将所有的元素从旧数组复制到新数组中，这个方法是真正实现扩容的步骤.

3. 进入断点第10行和第13行后

 进入断点第10行后此时arrayList的数组容量为15.

 进入断点第13行后此时arrayList的数组容量为22.

2.2ArrayList(int initialCapacity)

意思非常简单就是 initialCapacity>0,就按initialCapacity的大小创建集合，initialCapacity==0,就按10的大小创建集合，initialCapacity<0就报错。

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想了解更多ArrayList相关：

ArrayList的详解_1. arraylist-优快云博客

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