ArrayList 扩容

最新推荐文章于 2025-02-09 20:41:37 发布
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#java #开发语言 #后端

本文深入剖析Java ArrayList在JDK1.8中的扩容源码，详细解释了构造方法、添加元素过程及扩容策略。通过分析add方法，揭示了何时进行扩容以及如何计算新的容量。在扩容核心方法grow()中，探讨了旧容量的一半与最小需求容量的取舍，确保扩容满足需求。

本文是作者在准备面试中记录自己的一些心得体会，大佬路过请帮忙点评一下，有错请指正。

分析的是jdk1.8的源码，源码上面的注释英语学渣表示看不懂，使用百度翻译配合理解。有错请评论告知。

一、首先来认识一下几个参数变量：

1、默认初始容量。

 2、定义了一个空数组

 3、定义一个默认空数组，将其与EMPTY_ELEMENTDATA区分开，用来判断是否需要扩容。

4、elementData是用来存储元素的数组缓冲区。

5、数组长度size

二、三个构造方法

1、有参构造方法，参数是列表的初始容量。如果传进来的参数大于零则创建一个大小为initial

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qq_46092425
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06-16 1065
1、ArrayList.add方法 1.1、ensureCapacityInternal minCapacity是add方法中传入的size+1的值 calculateCapacity返回的是10或者minCapacity的值， 如果待扩展的容量大于数组长度，则要调用grow方法扩展容量 grow方法具体操作容量的扩展 数组容量要扩展1.5倍（原长度加上原长度右移一位即0.5倍）， 若扩展1.5倍后还不够数组增加的内容，则数组容量就为数组增加的内容长度， 若扩展长度大于int类型最大值，则扩展容
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初始化时调用构造方法底层数组elementData指向空数组，容量为0。 /** * Shared empty array instance used for default sized empty instances. We * distinguish this from EMPTY_ELEMENTDATA to know how much to inflate when * first e...
Java ArrayList 扩容机制详解
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使用无参构造器时，初始数组为空。首次添加元素时，容量直接设为。平衡了内存利用与性能开销。创建新数组，并将原数据复制到新数组中。所需最小容量为当前元素数量。若当前数组容量不足，调用。对不再扩容的列表调用。
ArrayList 扩容机制的源码剖析
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02-05 1382
在 Java 编程中，ArrayList是一个常用的集合类，它实现了List接口，底层基于数组实现。与普通定长数组不同，ArrayList能够根据元素的添加情况动态调整数组的大小，这就是其扩容机制。下面我们将深入剖析ArrayList扩容机制的源码。有的同学可能在别的地方听过一些ArrayList扩容，大部分会说ArrayList底层是数组结构的，默认长度为10，当数组加满后会自动扩容1.5倍。
ArrayList扩容机制源码解析.md
12-06
本资源根据个人学习和总结，主要介绍Java中ArrayList扩容机制源码的解析，主要包含文字和代码等内容，以源码的形式进行分析，详细介绍了ArrayList扩容机制的整个流程，特此将该资源分享
Java ArrayList扩容机制 （源码解读）
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【Java寻宝之旅】ArrayList扩容&&HashMap扩容
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ArrayList 和 HashMap 的扩容机制都是为了适应不断增长的数据量而设计的。它们通过动态调整底层数组的大小来确保性能和存储效率。理解这些机制有助于开发者更有效地使用这些集合，并在适当的时候进行性能优化。
arraylist的扩容
weixin_42600128的博客
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当ArrayList中的元素数量超过了当前数组的容量时，就需要对数组进行扩容。ArrayList的扩容机制是，如果当前数组的容量不足以容纳新的元素，就新建一个更大的数组，并将原数组中的所有元素复制到新数组中。新数组的大小通常是原数组的1.5倍。 例如，如果当前数组的容量是10，当前ArrayList中有9个元素，那么当我们再往ArrayList中添加第10个元素时，就需要扩容。此时，新数组的大小就...
【集合详解】ArrayList源码解读之动态扩容
博学之,审问之,慎思之,明辨之,笃行之
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ArrayList 概述ArrayList是基于数组实现的，是一个动态数组，其容量能自动增长。 ArrayList不是线程安全的，只能用在单线程环境下。 实现了Serializable接口，因此它支持序列化，能够通过序列化传输； 实现了RandomAccess接口，支持快速随机访问，实际上就是通过下标序号进行快速访问； 实现了Cloneable接口，能被克隆。 本文我们主要了解Arraylist如何
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JDK1.8 一，ArrayList的构造函数有三种 1.public ArrayList(int initialCapacity) {...}， 如果传入的参数initialCapacity合法的话，ArrayList会在elementData属性中存入一个Object数组，长度为传参initialCapacity，这个elementData是什么呢： 翻译为： 存储ArrayList元素的数组缓冲区。ArrayList的容量是这个数组缓冲区的长度。任何空的ArrayList..
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对于ArrayList集合可能大家并不陌生，但ArrayList集合的扩容机制大家是否了解呢？我们今天着重来看看ArrayList的扩容机制是自动管理的，它会在需要时动态地扩展内部数组的容量，以适应不断增加的元素。这个机制确保了ArrayList在添加元素时能够保持高效性能，但也需要考虑到扩容操作可能引入的性能开销。因此，在处理大量数据时，可以通过手动设置足够大的初始容量来减少扩容的次数，从而提高性能。​。
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如果通过无参构造的话，初始数组容量为0，当真正对数组进行添加时，才真正分配容量。每次按照1.5倍（位运算）的比率通过copeOf的方式扩容。 在JKD1.6中实现是，如果通过无参构造的话，初始数组容量为10，每次通过copeOf的方式扩容后容量为原来的1.5倍，以上就是动态扩容的原理。扩展源码：private void grow(int minCapacity) { // overf...
arrayList 扩容
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### Java ArrayList 扩容机制与源码分析 #### 1. ArrayList 的初始化 当使用无参构造函数创建 `ArrayList` 时，内部会初始化一个空数组 `DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA`，其长度为 0。此时，`ArrayList` 并不会分配实际的存储空间[^3]。 ```java public ArrayList() { this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA; } ``` 只有在调用 `add()` 方法添加第一个元素时，才会触发扩容操作，确保有足够的容量来存储新元素[^4]。 #### 2. 扩容触发条件 `ArrayList` 的扩容机制主要通过 `ensureCapacityInternal()` 方法实现。每当尝试添加新元素时，该方法会检查当前数组的容量是否足够。如果容量不足，则会调用 `grow()` 方法进行扩容[^5]。 ```java private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) { if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) { minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity); } ensureExplicitCapacity(minCapacity); } private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) { modCount++; if (minCapacity - elementData.length > 0) grow(minCapacity); } ``` #### 3. 扩容实现细节 扩容的核心逻辑由 `grow()` 方法完成。默认情况下，`ArrayList` 的容量会增加到原容量的 1.5 倍（即 `(oldCapacity * 3)/2 + 1`），以减少频繁扩容带来的性能开销。 ```java private void grow(int minCapacity) { int oldCapacity = elementData.length; int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); // 增加原容量的一半 if (newCapacity - minCapacity < 0) newCapacity = minCapacity; if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0) newCapacity = hugeCapacity(minCapacity); elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); } ``` 这里使用了 `Arrays.copyOf()` 方法来创建一个新的数组，并将原有数据复制到新数组中[^5]。 #### 4. 扩容中的特殊情况处理 - 如果计算出的新容量仍小于所需的最小容量 `minCapacity`，则直接将容量设置为 `minCapacity`。 - 如果新容量超过了 `MAX_ARRAY_SIZE`（即 `Integer.MAX_VALUE - 8`），则调用 `hugeCapacity()` 方法处理极端情况。 ```java private static int hugeCapacity(int minCapacity) { if (minCapacity < 0) // 溢出 throw new OutOfMemoryError(); return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ? Integer.MAX_VALUE : MAX_ARRAY_SIZE; } ``` #### 5. 性能考量 每次扩容都会涉及数组的复制操作，时间复杂度为 O(n)。因此，频繁的扩容会导致性能下降。为了优化性能，可以在创建 `ArrayList` 时指定初始容量，避免多次扩容[^3]。 ```java 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); } } ``` --- ### 示例代码 以下是一个简单的代码示例，展示 `ArrayList` 的扩容过程： ```java import java.util.ArrayList; public class ArrayListDemo { public static void main(String[] args) { ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>(); for (int i = 0; i < 15; i++) { list.add(i); System.out.println("Size: " + list.size() + ", Capacity: " + getCapacity(list)); } } private static int getCapacity(ArrayList<?> list) { return java.lang.reflect.Array.getLength(((ArrayList<?>) list).toArray()); } } ``` 输出结果将显示每次扩容后的新容量变化。 --- ###
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