add方法理解ArrayList的擴(kuò)容機(jī)制
ArrayList的構(gòu)造方法(前置知識)
可快速過
一些基本成員變量:
// 默認(rèn)初始大小 private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10; // 空數(shù)組 用于空實例 private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = new Object[0]; // 用于默認(rèn)大小空實例的共享空數(shù)組實例。 // 我們把它從EMPTY_ELEMENTDATA數(shù)組中區(qū)分出來,以知道在添加第一個元素時容量需要增加多少。 private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = new Object[0]; // 保存ArrayList數(shù)據(jù)的數(shù)組 transient Object[] elementData; // 大小 private int size; // 數(shù)組的最大長度 private static final int MAX_ARRAY_SIZE = 2147483639;
構(gòu)造方法:
/** * 默認(rèn)初始容量大小 */ private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10; private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {}; /** *默認(rèn)構(gòu)造函數(shù),使用初始容量10構(gòu)造一個空列表(無參數(shù)構(gòu)造) */ public ArrayList() { this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA; } /** * 帶初始容量參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)。(用戶自己指定容量) */ public ArrayList(int initialCapacity) { if (initialCapacity > 0) {//初始容量大于0 //創(chuàng)建initialCapacity大小的數(shù)組 this.elementData = new Object[initialCapacity]; } else if (initialCapacity == 0) {//初始容量等于0 //創(chuàng)建空數(shù)組 this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA; } else {//初始容量小于0,拋出異常 throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+ initialCapacity); } } /** *構(gòu)造包含指定collection元素的列表,這些元素利用該集合的迭代器按順序返回 *如果指定的集合為null,throws NullPointerException。 */ public ArrayList(Collection<? extends E> c) { elementData = c.toArray(); if ((size = elementData.length) != 0) { // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652) if (elementData.getClass() != Object[].class) elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class); } else { // replace with empty array. this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA; } }
ArrayList的add方法(理解擴(kuò)容機(jī)制)
add 添加元素
/** * 將指定的元素追加到此列表的末尾。 */ public boolean add(E e) { // 添加元素之前,先試探,容量夠不夠 // Increments modCount!! 這里有個failfast機(jī)制 // 簡而言之就是并發(fā)場景下通過modcount的值判斷當(dāng)前的操作是否是最新的modcount的數(shù)據(jù) ensureCapacityInternal(size + 1); //這里看到ArrayList添加元素的實質(zhì)就相當(dāng)于為數(shù)組賦值 elementData[size++] = e; return true; }
得到最小擴(kuò)容量
我們接下來看看這個“試探容量的方法”ensureCapacityInternal()
怎么實現(xiàn)的
我們約定一個值,也就是傳參進(jìn)來的size+1,叫minCapacity
(最小需要容量)
//得到最小擴(kuò)容量 就是你至少要擴(kuò)容至這么多,才能容納下我的數(shù)據(jù) private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) { if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) { // 獲取默認(rèn)的容量和傳入?yún)?shù)的較大值 minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity); } ensureExplicitCapacity(minCapacity); }
當(dāng)要add進(jìn)第1個元素時,minCapacity為1,在Math.max()方法比較后,minCapacity為10。
判斷是否需要擴(kuò)容
然后是ensureExplicitCapacity()
:
//判斷是否需要擴(kuò)容 private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) { modCount++; // overflow-conscious code if (minCapacity - elementData.length > 0) //調(diào)用grow方法進(jìn)行擴(kuò)容,調(diào)用此方法代表已經(jīng)開始擴(kuò)容了 grow(minCapacity); }
我們來梳理一下:
- 當(dāng)我們要 add 進(jìn)第 1 個元素到 ArrayList 時,
elementData.length
為0 (因為還是一個空的 list),因為執(zhí)行了ensureCapacityInternal()
方法 ,所以minCapacity
此時為 10。此時,minCapacity - elementData.length > 0
成立,所以會進(jìn)入grow(minCapacity)
方法,此時數(shù)組容量變?yōu)?0 - 當(dāng) add 第 2 個元素時,minCapacity 為 2,此時 elementData.length(容量)在添加第一個元素后擴(kuò)容成 10 了。此時,
minCapacity - elementData.length > 0
不成立,所以不會進(jìn)入 (執(zhí)行)grow(minCapacity)
方法。 - 添加第 3、4···到第10個元素時,依然不會執(zhí)行 grow()方法,數(shù)組容量都為10。
- 直到添加第 11 個元素,minCapacity(為 11)比 elementData.length(為 10)要大。進(jìn)入 grow 方法進(jìn)行擴(kuò)容。
擴(kuò)容方法
按照elementData.length
(newCapacity)擴(kuò)容1.5倍,然后看看夠不夠minCapacity
。
不夠的話,newCapacity
就=minCapacity
hugeCapacity()
比較一下newCapacity
是否超過MAX_ARRAY_SIZE
,超過就賦為Integer.MAX_VALUE
然后就進(jìn)行擴(kuò)容,Arrays.copyof
方法
/** * 要分配的最大數(shù)組大小 */ private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8; /** * ArrayList擴(kuò)容的核心方法。 */ private void grow(int minCapacity) { // oldCapacity為舊容量,newCapacity為新容量 int oldCapacity = elementData.length; //將oldCapacity 右移一位,其效果相當(dāng)于oldCapacity /2, //我們知道位運(yùn)算的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于整除運(yùn)算,整句運(yùn)算式的結(jié)果就是將新容量更新為舊容量的1.5倍, int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); //然后檢查新容量是否大于最小需要容量,若還是小于最小需要容量,那么就把最小需要容量當(dāng)作數(shù)組的新容量, if (newCapacity - minCapacity < 0) newCapacity = minCapacity; // 如果新容量大于 MAX_ARRAY_SIZE,進(jìn)入(執(zhí)行) `hugeCapacity()` 方法來比較 minCapacity 和 MAX_ARRAY_SIZE, //如果minCapacity大于最大容量 //則新容量則為`Integer.MAX_VALUE`,否則,新容量大小則為 MAX_ARRAY_SIZE 即為 `Integer.MAX_VALUE - 8`。 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); }
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1),所以 ArrayList 每次擴(kuò)容之后容量都會變?yōu)樵瓉淼?1.5 倍左右(oldCapacity 為偶數(shù)就是 1.5 倍,否則是 1.5 倍左右)! 奇偶不同,比如 :10+10/2 = 15, 33+33/2=49。如果是奇數(shù)的話會丟掉小數(shù)
tips:
- java 中的
length
屬性是針對數(shù)組說的,比如說你聲明了一個數(shù)組,想知道這個數(shù)組的長度則用到了 length 這個屬性. - java 中的
length()
方法是針對字符串說的,如果想看這個字符串的長度則用到length()
這個方法. - java 中的
size()
方法是針對泛型集合說的,如果想看這個泛型有多少個元素,就調(diào)用此方法來查看!
資料:javaguide
以上就是add方法理解ArrayList的擴(kuò)容機(jī)制的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于add方法ArrayList擴(kuò)容的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!
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