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ArrayList底层源码分析及扩容机制总结

本文主要是介绍ArrayList底层源码分析及扩容机制总结,对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!

ArrayList简介

        ArrayList是一个有序的单例集合,它的底层采用数组存储,用户可以对此集合每个索引处的元素进行精准控制,ArrayList中允许存在相同的元素,因为ArrayList底层采用的数据结构是数组,所以 ArrayList查询比较快,增删比较慢,ArrayList是线程不安全的,如果是多线程环境,可以考虑使用Vector或者通过Collections集合工具类的synchronizedList()方法将ArrayList转成线程安全的。

ArrayList属性

serialVersionUID:Java的序列化机制是通过在运行时判断类的serialVersionUID来验证版本一致性。

DEFAULT_CAPACITY:ArrayList的默认容量,值为10

EMPTY_ELEMENTDATA:空的Object数组,当传入的初始化容量为0或者传入空集合的时候,会把这个数组赋值给elementData

DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA: 也是一个空数组,当调用ArrayList的无参构造方法时,会此数组赋值给elementData

elementData: 实际存放元素的数组

size:elementData存放元素的个数,和elementData.length不一样,elementData.length是数组的长度,size是数组实际存放元素的个数

  

ArrayList提供了三个构造方法来创建对象

第一个

有参构造方法,传入一个初始化容量,当初始化容量initialCapacity大于0的时候,直接设置elementData为一个固定长度的数组,当initialCapacity等于0的时候,设置elementData为EMPTY_ELEMENTDATA,当initialCapacity小于0的时候,抛出异常。

 

 

第二个

       无参构造方法,直接设置elementData为DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA(设置为此对象后,第一次添加元素时扩容有点特殊)

第三个

       有参构造方法,传入一个Collection类型的集合,当传入的集合的长度不等于0时,将集合当前集合的元素拷贝到新数组中,并且把新数组赋值给elementData,当传入的集合的长度为0时,设置elementData为EMPTY_ELEMENTDATA

 

 

add方法源码解读

每次add元素之前会调用 ensureCapacityInternal方法先确保数组长度是否足够,不够的话会进行扩容。

ensureCapacityInternal方法源码

注意223行代码,这个条件只有在调用ArrayList无参构造方法并且第一次添加元素的时候才会成立,也就是说,如果调用的是无参构造方法,第一次添加元素时,minCapacity会被设置为10,elementData数组会被扩容到10个长度,其他的情况下,minCapacity都是数组实际存在的元素个数加1。

ensureExplicitCapacity方法

modCount记录的是集合被修改的次数,暂时不用管

234行代码的意思是:如果elementData数组的容量比当前插入元素时需要的最小容量都要小,那就调用grow方法进行扩容操作。

grow方法

注意:oldCapacity >>1  是位运算 ,表示oldCapacity/2

254-257行代码表示:新的数组的容量是当前所需容量的最小值和老的数组容量扩大到1.5倍后这两个数中的最大值

258-259行表示:新的容量如果超过了MAX_ARRAY_SIZE,则设置新的容量为Integer.MAX_VALUE

261行表示创建 一个新 数组,并将原数组 的内容 拷贝到新数组中

扩容时,分三种情况

第一种

       如果使用的是无参构造器,第一次添加元素,扩容到10,后续添加 ,如果需要扩容 ,则扩容为上一次容量的1.5倍

第二种

       使用的是有参构造,并且传入的initialCapacity是0或者传入的集合的长度为0,这种 情况下,第一次到第四次添加元素时,都是每次把容量扩大1,比如第一次容量是0,添加第一个元素,容量扩大为1,添加第二个元素,容量扩大到2…,从第五次开始 ,扩容 时会把上一次的容量扩大1.5倍

第二种

       使用的是有参构造,传入的initialCapacity不为0或者传入的集合的长度不为0,这种情况直接扩容为上一次容量的1.5倍,比如,第一次的容量是8,第二次扩容为12,第三次 扩容为18,以此类推

 

 

 

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