ArrayList扩容方式的理解

奇点聚儿

已于 2023-09-05 18:44:25 修改

阅读量60

点赞数 1

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签： c++ 算法开发语言

于 2023-05-15 01:21:49 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/javasimawanyi/article/details/130412199

文章详细介绍了ArrayList在Java中的初始化过程，包括无参构造和有参构造时的不同处理。在添加元素时，通过add()方法触发扩容，确保Capacity足够。扩容主要由grow()方法执行，通常按原容量的1.5倍增长。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

一、初始化

构造方法不同扩容的方式不同。

1.无参构造

public ArrayList() {
    this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}

elementData指向DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA常量。

private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};//空数组

即将内部数组初始化为一个长度为0的空数组。

第一次添加元素时扩容为10，之后每次扩容为原来的1.5倍。

2.有参构造

    public ArrayList(int initialCapacity) {
        if (initialCapacity > 0) { // 初始化容量 > 0
            this.elementData = new Object[initialCapacity]; // 数组长度为初始化容量
        } else if (initialCapacity == 0) { // 初始化容量 = 0
            this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA; // 数组长度为空数组
        } else { // 初始化容量 < 0
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                               initialCapacity); //抛异常
        }
    }

有参构造方法，按照指定容量进行数组初始化，容量不足时产生扩容，为原来的1.5倍。

二、add()

public boolean add(E e) {
    ensureCapacityInternal(size + 1);  // 确保数组容量够用
    elementData[size++] = e; // 将元素放入element数组
    return true;
}

当数组需要添加元素时，调用add()方法，add()方法再通过ensureCapacityInternal(int minCapacity)方法确保数组容量够用。

private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
    ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
}

ensureCapacityInternal(int minCapacity)方法将minCapacity(最小所需容量，即(size + 1))传入calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity)方法中。

private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
    if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
        return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
    }
    return minCapacity;
}

calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity)方法中会判断数组是否为空数组，如是，则将minCapacity与DEFAULT_CAPACITY(常量10)比较，取最大值，即无参构造第一次添加元素时扩容为10，否则返回minCapacity。

private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
    modCount++;

    // overflow-conscious code
    if (minCapacity - elementData.length > 0)
        grow(minCapacity);
}

再将minCapacity传入ensureExplicitCapacity(int minCapacity)中与数组长度比较，如所需最小容量大于数组长度时调用grow()方法。

三、grow()

private void grow(int minCapacity) {
    // overflow-conscious code
    int oldCapacity = elementData.length; // 原来数组长度
    int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); 
    // 新容量 = 原来长度+(原来长度/2)=1.5原长度
    if (newCapacity - minCapacity < 0) // 新容量 < 最小所需容量
        newCapacity = minCapacity; // 将最小所需容量赋予新容量
    if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
        newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
    elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); // 将原数组中的元素复制到新数组
}

即容量不足时，按照原容量的1.5倍扩容增长创建新数组，copy原数组至新数组。