这里有新鲜出炉的 Java 函数式编程,程序狗速度看过来!
Java 程序设计语言
java 是一种可以撰写跨平台应用软件的面向对象的程序设计语言,是由 Sun Microsystems 公司于 1995 年 5 月推出的 Java 程序设计语言和 Java 平台(即 JavaEE(j2ee), JavaME(j2me), JavaSE(j2se))的总称.
ArrayList 的列表对象实质上是存储在一个引用型数组里的,下面这篇文章主要给大家介绍了关于 Java 中 Arraylist 动态扩容方法的相关资料,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面跟着小编来一起学习学习吧.
前言
本文主要给大家介绍了关于 Java 中 Arraylist 动态扩容的相关内容,分享出来供大家参考学习,下面话不多说了,来一起看看详细的介绍吧.
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.
动态扩容一 初始化
首先有三种方式来初始化:
public ArrayList();
默认的构造器,将会以默认的大小来初始化内部的数组
public ArrayList(Collection < ?extends E > c)
用一个 ICollection 对象来构造,并将该集合的元素添加到 ArrayList
public ArrayList(int initialCapacity)
用指定的大小来初始化内部的数组
后两种方式都可以理解,通过创造对象,或指定大小来初始化内部数据即可.
那我们来重点关注一下无参数构造器的实现过程:
/**
* Constructs an empty list with an initial capacity of ten.
*/
public ArrayList() {
// DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA是空数组
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
可以看出它的默认数组为长度为 0.而在之前 JDK1,6 中,无参数构造器代码是初始长度为 10.
JDK6 代码这样的:
public ArrayList() {
this(10);
}
public ArrayList(int initialCapacity) {
super();
if (initialCapacity < 0)
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
initialCapacity);
this.elementData = new Object[initialCapacity];
}
接下来,要扩容的话,肯定是在 ArrayList.add 方法中.我们来看一下具体实现.
二 确保内部容量
我们以无参数构造为例, 初始化时,数组长度为 0. 那我现在要添加数据了,数组的长度是怎么变化的?
public boolean add(E e) {
//确保内部容量(通过判断,如果够则不进行操作;容量不够就扩容来确保内部容量)
ensureCapacityInternal(size + 1); // ①Increments modCount!!
elementData[size++] = e; //②
return true;
}
① ensureCapacityInternal 方法名的英文大致是 "确保内部容量",size 表示的是执行添加之前的元素个数,并非 ArrayList 的容量,容量应该是数组 elementData 的长度.ensureCapacityInternal 该方法通过将现有的元素个数数组的容量比较.看如果需要扩容,则扩容.
②是将要添加的元素放置到相应的数组中.
下面具体看
ensureCapacityInternal(size + 1);
// ① 是如何判断和扩容的.private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
//如果实际存储数组 是空数组,则最小需要容量就是默认容量
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;
//如果数组(elementData)的长度小于最小需要的容量(minCapacity)就扩容
if (minCapacity - elementData.length > 0) grow(minCapacity);
}
/**
* Default initial capacity.
*/
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
以上,elementData 是用来存储实际内容的数组.minExpand 是最小扩充容量.
DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA
共享的空数组实例用于默认大小的空实例.根据传入的最小需要容量 minCapacity 来和数组的容量长度对比,若 minCapactity 大于或等于数组容量,则需要进行扩容.
三 扩容
/*
*增加容量,以确保它至少能容纳
*由最小容量参数指定的元素数.
* @param mincapacity所需的最小容量
*/
private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;
//>>位运算,右移动一位. 整体相当于newCapacity =oldCapacity + 0.5 * oldCapacity
// jdk1.7采用位运算比以前的计算方式更快
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
if (newCapacity - minCapacity < 0) newCapacity = minCapacity;
//jdk1.7这里增加了对元素个数的最大个数判断,jdk1.7以前是没有最大值判断的,MAX_ARRAY_SIZE 为int最大值减去8(不清楚为什么用这个值做比较)
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0) newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
// 最重要的复制元素方法
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
综上所述,ArrayList 相当于在没指定 initialCapacity 时就是会使用延迟分配对象数组空间,当第一次插入元素时才分配 10(默认)个对象空间.假如有 20 个数据需要添加,那么会分别在第一次的时候,将 ArrayList 的容量变为 10 (如下图一);之后扩容会按照 1.5 倍增长.也就是当添加第 11 个数据的时候,Arraylist 继续扩容变为 10*1.5=15(如下图二);当添加第 16 个数据时,继续扩容变为 15 * 1.5 =22 个 (如下图四).:
向数组中添加第一个元素时,数组容量为 10.
向数组中添加到第 10 个元素时,数组容量仍为 10.
向数组中添加到第 11 个元素时,数组容量扩为 15.
向数组中添加到第 16 个元素时,数组容量扩为 22.
每次扩容都是通过
Arrays.copyOf(elementData, newCapacity)
这样的方式实现的.
对比和总结:
本文介绍了 ArrayList 动态扩容的全过程.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.
好了,以上就是这篇文章的全部内容了,希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助,如果有疑问大家可以留言交流,谢谢大家对 PHPERZ 的支持.
参考资料:http://blog.csdn.net/u010176014/article/details/52073339
来源: http://www.phperz.com/article/18/0118/354525.html