Arraylist扩容机制原理是什么?

喜欢ヅ旅行 2023-10-10 21:23 64阅读 0赞

ArrayList是Java中的一个动态数组，它能够自动进行扩容以容纳更多的元素。ArrayList的扩容机制基于以下原理：

### 　　1.初始容量 ###

当创建一个ArrayList对象时，它会分配一定的初始容量，通常为10。这是为了节省内存，因为并不是所有的ArrayList都需要大量的空间。

### 　　2.容量增长 ###

当ArrayList中的元素数量达到当前容量时，ArrayList会自动增加其容量。在Java中，它以当前容量的一定增量进行扩容，默认情况下增量为当前容量的一半。

### 　　3.扩容操作 ###

当需要扩容时，ArrayList会创建一个更大的内部数组，并将所有的元素从旧数组复制到新数组中。这涉及到创建新数组、复制元素以及销毁旧数组的操作。由于这些操作的开销较大，频繁的扩容可能会影响性能。

下面是一个简单的代码演示，展示了ArrayList的扩容机制：

import java.util.ArrayList;
    
    public class ArrayListDemo {
        public static void main(String[] args) {
            ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>(); // 创建一个ArrayList对象
    
            for (int i = 0; i < 20; i++) {
                list.add(i); // 添加元素到ArrayList
                System.out.println("Size: " + list.size() + ", Capacity: " + getCapacity(list));
            }
        }
    
        // 获取ArrayList的容量（内部使用反射）
        private static int getCapacity(ArrayList<?> list) {
            try {
                java.lang.reflect.Field field = ArrayList.class.getDeclaredField("elementData");
                field.setAccessible(true);
                return ((Object[]) field.get(list)).length;
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
                return -1;
            }
        }
    }

在上面的代码中，我们创建了一个ArrayList对象，并循环向其中添加元素。在每次添加元素后，我们打印出ArrayList的当前大小(size)和容量(capacity)。你可以运行该代码，观察容量是如何增长的。注意，由于ArrayList的实际容量是私有字段，我们使用了反射来获取它。

请注意，ArrayList的扩容机制是自动的，你不需要显式地调用扩容方法。ArrayList会在需要时自动进行扩容，并在内部处理相关操作。