在java中ArrayList集合底層的擴容原理
底層說明
ArrayList是List的實現類，它的底層是用Object數組存儲，線程不安全
后期應用
適合用于頻繁的查詢工作，因為底層是數組，可以快速通過數組下標進行查找
第02節 區別區別方向 ArrayList集合 LinkedList集合 線程安全 不安全 不安全 底層原理 Object類型數組 雙向鏈表 隨機訪問 支持（實現 RandomAccess接口） 不支持 內存占用 ArrayList 浪費空間， 底層是數組，末尾預留一部分容量空間 LinkedList占用空間比ArrayList多，存在頭尾地址值占用空間小結
ArrayList 集合的特點：
1. 線程不安全
2. 底層數據結構是數組（查詢快，增刪慢，支持快速隨機訪問）
3. 內存占用會存在部分浪費，末尾會預留一部分容量空間
第二章 核心代碼第01節 成員變量代碼
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable{ /** * 默認初始容量大小, 默認初始化容量為10 */private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;/** * 空數組。當集合內容置空的時候，底層使用空數組標記 */private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};/*** 用于無參數構造方法，創建對象的時候，使用這個數組定義。* 相比上面的數組 EMPTY_ELEMENTDATA 可以進行區分，知道在添加元素的過程當中，容量增加多少*/private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};/** * 保存ArrayList數據的數組，這個數組會不斷的改變，前面沒有被 final 修飾表示地址值會發生的變化 */transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access/** * ArrayList 所包含的元素個數，也就是在 ArrayList 集合底層，通過 size()方法，獲取到的元素個數 */private int size; }
補充
1. ArrayList 集合底層存在6個成員變量還有一個 private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L; 序列化使用, 目前針對于當前的操作過程當中, 暫時不會使用得到。2. ArrayList 集合當中核心的兩個成員變量A. 底層維護數組 transient Object[] elementData;B. 存儲的元素個數private int size; 第02節 構造方法
代碼
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable{ /** * 構造一個初始長度為0的空數組。 */ public ArrayList() {this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA; } /** * 在構造方法當中，傳遞一個參數集合c，將集合 c 轉換成為新的列表 * elementData 當中的數據，就是新集合存放的數據 * c.toArray 就是將原始集合的數據取出 * 如果取出的集合長度不為零的情況下，則復制 參數集合c 到 elementData 當中 * 如果取出的集合長度為零的情況下，則賦值為空數組 EMPTY_ELEMENTDATA */ public ArrayList(Collection<? extends E> c) {elementData = c.toArray();if ((size = elementData.length) != 0) { if (elementData.getClass() != Object[].class)elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);} else { this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;} } /** * 指定參數的長度大小 * 如果初始化的長度大于0，則返回新的數組 * 如果初始化的長度等于0，則返回默認的空數組作為集合 this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA; * 如果初始化的長度小于0，則出現非法參數異常 */ 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);} }}
補充（一） 無參構造創建對象
補充（二）帶參構造創建對象，帶有int類型參數
補充（三）帶參構造創建對象，帶有 集合類型參數
核心方法介紹
來自于 ArrayList 集合當中的方法：1. public boolean add(E e){ ... }2. private void add(E e, Object[] elementData, int s){ .... }3. private Object[] grow()4. private Object[] grow(int minCapacity)來自于其他類當中的功能1. Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); 表示來自于 數組工具類 Arrays 當中的 copyOf() 底層使用的是 System.arraycopy() 方法2. Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity) 表示來自于 數學工具類 Math 當中的 max() 方法，比較兩個數據最大值，取較大者，返回
核心代碼解釋
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable{ /** * 將指定的元素添加到此集合的末尾位置 * * modCount 是來自于父類的 AbstractList 當中的成員變量 * add(e, elementData, size) 調用自己下面的重載方法 * return true 表示當前的方法，一定可以添加成功，因為List系列的集合添加數據都是允許成功的 true 如果是Set此方法返回false */ public boolean add(E e) {modCount++;add(e, elementData, size);return true; }/** * 這個方法是私有方法，僅僅自己可以使用。不允許外界訪問得到。便于上面的 add() 方法重載調用的 * 參數1: 表示需要添加的元素數據 E e * 參數2: 表示成員變量當中, 需要維護管理的底層數組 Object[] elementData * 參數3: 表示成員變量當中, size 容器 elementData 當中存放的真實有效的數據個數 * 方法里面的邏輯: 當size已經等于了內部容器 elementData 的最大長度，則準備進行擴容的操作，擴容使用 grow() 方法 * 無論上面是否進行了擴容的操作，這里都需要將添加的元素賦值到數組當中，也就是 elementData[s] = e; * 并且將當前成員變量的 size 在原始數據的基礎上面，增加1，表示添加了新的元素之后，長度變化了，增加了1 */ private void add(E e, Object[] elementData, int s) {if (s == elementData.length) elementData = grow();elementData[s] = e;size = s + 1; }/** * 這個方法是私有方法，僅僅自己可以使用。不允許外界訪問得到。便于上面的 add() 方法調用的 * 方法的內部調用了 ArrayList 當中自己重載的方法 grow(size + 1) 同時傳入了參數。 * 這里參數的含義，表示的是 集合當中總長度 size + 1 表示在原始size基礎上增加1 * 方法的返回值是一個新的數組，也就是擴容之后的數組 */private Object[] grow() {return grow(size + 1); } /** * 這個方法是私有方法，僅僅自己可以使用。不允許外界訪問得到。便于上面的 grow() 方法調用的 * 這里的參數 minCapacity ，就是上面傳入的參數 size + 1，也就是說最小容量 minCapacity = size + 1 * 方法體當中的執行邏輯: * 1. 獲取到了底層維護數組的長度 int oldCapacity = elementData.length; 這里就是舊容量 oldCapacity * 2. 判斷舊容量 oldCapacity 是否小于0，也就是 else 的邏輯， *如果滿足 if 當中的邏輯， 則表示 舊數組當中存在數據，并且 舊數組并不是 默認容量的空數組地址值 *說明: 擴容過的就不會是之前默認 DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA 的地址值 *在這種情況下，就會得到 1.5被的數組長度整數，傳遞給 Arrays.copyOf()方法進行擴容，得到新數組返回 * 如果滿足 else 當中的邏輯，則返回 DEFAULT_CAPACITY 和 minCapacity 較大值。 * 說明: DEFAULT_CAPACITY 值表示的是成員變量，默認為 10 *說明: minCapacity 在低于10的時候，表示的會是擴容添加的長度1,2,3..9.10.11.. */ private Object[] grow(int minCapacity) {int oldCapacity = elementData.length;if (oldCapacity > 0 || elementData != DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) { int newCapacity = ArraysSupport.newLength(oldCapacity, minCapacity - oldCapacity, /* minimum growth */ oldCapacity >> 1 /* preferred growth */); return elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);} else { return elementData = new Object[Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity)];} }}
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