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JDK1.8中ArrayList是如何扩容的

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ArrayList简介：

ArrayList实现了List接口它是一个可调整大小的数组可以用来存放各种形式的数据。并提供了包括CRUD在内的多种方法可以对数据进行操作但是它不是线程安全的，外ArrayList按照插入的顺序来存放数据。

在讲扩容机制之前，我们需要了解一下ArrayList中最主要的几个变量：

private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;//数组默认初始容量

private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};//定义一个空的数组实例以供其他需要用到空数组的地方调用 

private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};//定义一个空数组，跟前面的区别就是这个空数组是用来判断ArrayList第一添加数据的时候要扩容多少。默认的构造器情况下返回这个空数组 

transient Object[] elementData;//数据存的地方它的容量就是这个数组的长度，同时只要是使用默认构造器（DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA ）第一次添加数据的时候容量扩容为DEFAULT_CAPACITY = 10 

private int size;//当前数组的长度

本题的所有的讲解都是基于JDK8

这道题考察了ArrayList的构造器和对扩容机制的了解，本篇博客基于此出发讲解ArrayList的扩容机制

想要做出这道题必须了解ArrayList的构造函数，ArrayList的构造函数总共有三个：

  • ArrayList()构造一个空的数组。JDK7中构造一个初始容量为10的空列表但是JDK8中只是构造一个空的数组
  • ArrayList(Collection<? extends E> c)构造一个包含指定 collection 的元素的数组，这些元素是按照该 collection 的迭代器返回它们的顺序排列的。
  • ArrayList(int initialCapacity)构造一个具有指定初始容量的空数组。

我们重点来看这两个ArrayList(int initialCapacity)，ArrayList()构造函数

private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
public ArrayList() {
    this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}

初始化一个空数组，这是JDK8不同于之前版本的地方

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);
    }
}

对于形参initialCapacity判断，如果大于0那么就声明一个和形参一样大小的数组。了解到这里似乎这道题的正确答案也出来了即选择A，并没有发生扩容

但是作为一名合格的程序员要有探索精神，题目提到了扩容，既然ArrayList底层是一个数组，那么就肯定会满，什么时候发生扩容呢？

//1.add方法为添加元素在数组末尾
public boolean add(E e) {
    //确保数组容量 size指向数组的末尾
    ensureCapacityInternal(size + 1);
    //在完成添加之前要确保数组长度足够
    elementData[size++] = e;
    return true;
}
//3.elementData为ArrayList底层维护的数组，minCapacity为此时数组的大小
private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
    //如果数组为初始化的值，就初始化数组容量为10(空参的构造方法下首次添加)
    if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
        return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
    }
    return minCapacity;
}
//2.minCapacity表示此时数组的大小
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
    ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
}
//4.minCapacity表示此时数组的大小
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
    modCount++;
    //如果此时数组容量的大小不够就扩容
    if (minCapacity - elementData.length > 0)
        grow(minCapacity);
}

源码读到这里，我们明白了，当我们每次向ArrayList添加元素的时候，都会首先确保数组容量够放下元素如果不够就会 grow(minCapacity)调用扩容函数，那么秉承着探索的精神，原本大小的数组扩容之后变成多大了呢？还得继续看源码

//扩容源码
private void grow(int minCapacity) {
    //获取当前数组的长度
    int oldCapacity = elementData.length;
    //>>右移相当于整除2，新容量相当于就旧容量的1.5倍
    int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
    //如果扩容后的容量还不够那么就以需要的容量为新容量
    if (newCapacity - minCapacity < 0)
        newCapacity = minCapacity;
    //如果新容量已经超过最大容量了，那么就直接使用最大容量
    if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
        newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
    //讲新容量的数组拷贝
    elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}

源码大致读完后，我们明白了ArrayList的自动扩容机制，每次新添加元素的时候都会判断是否能够容下，如果不够就会发生扩容，扩容的大小为原大小的1.5倍数，明白这些以后让我们看看下面这段程序扩容了几次呢？？容量是多少呢？

ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>(20);
for(int i=1;i<=50;i++) {
     arrayList.add(i);
}

前20次添加不会发生扩容，当21元素添加时数组容量从20扩容到30，当添加31元素时数组容量从30扩容到45，当添加46元素时数组容量从45扩容到67

到此这篇关于JDK1.8中ArrayList是如何扩容的的文章就介绍到这了,更多相关JDK1.8 ArrayList扩容内容请搜索悠悠之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持悠悠之家！

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