JAVA & PYTHON&GOLANG在STR LIST MAP 等数据结构的一些底层设计

一、列表和扩容机制

 JAVA的列表主要分为list和vector，list是线程不安全的。list又主要分为ArrayList和LinkedList，ArrayList底层通过object数组实现，可以实现快速查找，LinkedList底层通过双向列表实现。java常用的列表实现类为ArrayList，ArrayList的主要源码如下：

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
        implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable{

  }

再向ArrayList添加元素前，列表是一个空数组，占用的内存空间大小为0。

向列表添加第一个元素后，列表会判断内存容量大小是否满足要求，主要通过调用ensureCapacityInternal() 方法来获得最小扩容量，然后继续调用 ensureExplicitCapacity() 来判断是否需要扩容。由于开始容量不符合要求，会被执行扩容，也就执行grow()方法，扩容到默认的数组大小10。

然后想列表继续添加第1、2、3、4......11元素时，列表判断到cap小于实际需求量时，又会继续执行扩容。扩容的机制是new_cap = cap+0.5cap，比如11的列表会扩容到15,当添加第16个元素时又会扩容到22,33等等

扩容的机制：

 private void grow(int minCapacity) {
        // oldCapacity为旧容量，newCapacity为新容量
        int oldCapacity = elementData.length;
        //将oldCapacity 右移一位，其效果相当于oldCapacity /2，
        //我们知道位运算的速度远远快于整除运算，整句运算式的结果就是将新容量更新为旧容量的1.5倍，
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
        //然后检查新容量是否大于最小需要容量，若还是小于最小需要容量，那么就把最小需要容量当作数组的新容量，
        if (newCapacity - minCapacity < 0)
            newCapacity = minCapacity;
       // 如果新容量大于 MAX_ARRAY_SIZE,进入(执行) `hugeCapac