對Java ArrayList的自動擴容機制示例講解

更新時間：2018年10月13日 09:06:31 作者：ZERONELOVE

今天小編就為大家分享一篇對Java ArrayList的自動擴容機制示例講解，具有很好的參考價值，希望對大家有所幫助。一起跟隨小編過來看看吧

注意：

不同的JDK版本的擴容機制可能有差異

實驗環(huán)境：JDK1.8

擴容機制：

當向ArrayList中添加元素的時候，ArrayList如果要滿足新元素的存儲超過ArrayList存儲新元素前的存儲能力，ArrayList會增強自身的存儲能力，已達到存儲新元素的要求

ArrayList:本質通過內部維護的數(shù)組對象進行數(shù)據存儲

①：分析ArrayList的add(E)方法

 public boolean add(E e) {
  ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
  elementData[size++] = e;
  return true;
 }

分析：add方法首先通過ensureCapacityInternal()方法確保當前ArrayList維護的數(shù)組具有存儲新元素的能力，經過處理之后將元素存儲在數(shù)組elementData的尾部

elementData：ArrayList真正用于存儲元素的數(shù)組

②：分析ensureCapacityInternal方法

private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
  if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
   minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
  }
  ensureExplicitCapacity(minCapacity);
 }

分析：ensureCapacityInternal判斷ArrayList默認的元素存儲數(shù)據是否為空，為空則設置最小要求的存儲能力為必要存儲的元素和默認存儲元素個數(shù)的兩個數(shù)據之間的最大值，然后調用ensureExplicitCapacity方法實現(xiàn)這種最低要求的存儲能力

注意：ArrayList的存儲空間并不是需要一個創(chuàng)建一個，而是分階段性的創(chuàng)建，一般會預留存儲空間。

例如，如果ArrayList需要存儲10個元素，恰好ArrayList只能存儲6個元素，剩余4個元素無法存儲，ArrayList可能會一次性擴展10個元素，這種ArrayList就有20個元素的存儲能力，在存儲能力范圍內，下次再存放元素，就不需要再次擴容

③：分析ensureExplicitCapacity方法：

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

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

分析：如果最低要求的存儲能力>ArrayList已有的存儲能力，這就表示ArrayList的存儲能力不足，因此需要調用 grow();方法進行擴容

④：分析grow()方法

private void grow(int minCapacity) {
  // overflow-conscious code
  int oldCapacity = elementData.length;
  int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
  if (newCapacity - minCapacity < 0)
   newCapacity = minCapacity;
  if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
   newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
  // minCapacity is usually close to size, so this is a win:
  elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
 }

分析：當ArrayList擴容的時候，首先會設置新的存儲能力為原來的1.5倍

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

如果擴容之后還是不能滿足要求則MAX_ARRAY_SIZE比較，求取最大值，

如果MAX_ARRAY_SIZE大小的能力還是不能滿足則通過hugeCapacity()方法獲取ArrayList能允許的最大值：

private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
  if (minCapacity < 0) // overflow
   throw new OutOfMemoryError();
  return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
   Integer.MAX_VALUE :
   MAX_ARRAY_SIZE;
 }

從hugeCapacity方法看出，ArrayList最大的存儲能力：存儲元素的個數(shù)為整型的范圍。

確定ArrayList擴容之后最新的可存儲元素個數(shù)時，調用

elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);

實現(xiàn)elementData數(shù)組的擴容，整個流程就是ArrayList的自動擴容機制工作流程

擴展：

ArrayList的自動擴容機制底層借助于System實現(xiàn)

 public static native void arraycopy
 (Object src, int srcPos,
 Object dest, int destPos,
 int length);

arraycopy標識為native意味JDK的本地庫，不可避免的會進行IO操作，如果頻繁的對ArrayList進行擴容，毫不疑問會降低ArrayList的使用性能，因此當我們確定添加元素的個數(shù)的時候，我們可以事先知道并指定ArrayList的可存儲元素的個數(shù)，這樣當我們向ArrayList中加入元素的時候，就可以避免ArrayList的自動擴容，從而提高ArrayList的性能

ArrayList含參構造函數(shù):初始化時指定存儲元素的能力：

 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);            
  }
 }

以上這篇對Java ArrayList的自動擴容機制示例講解就是小編分享給大家的全部內容了，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。

您可能感興趣的文章: