返回

ArrayList 源码剖析:揭秘动态数组的扩容机制

后端

        # 标题
        

        # SEO关键词
        

        # 文章
        

        ## 正文

        ArrayList 是 Java 集合框架中的一个重要数据结构,它可以存储可变数量的元素,并支持快速访问和修改操作。ArrayList 的底层实现采用数组队列,相当于动态数组,这意味着它的容量可以随着元素的增减而动态增长。

        ArrayList 的扩容机制是其关键特性之一,它允许 ArrayList 在需要时自动增加容量,以容纳更多元素。ArrayList 的扩容策略是预分配一定的空间,当实际需要的空间超过预分配的空间时,ArrayList 将自动扩容。ArrayList 的扩容算法是基于斐波那契数列的,每次扩容都会将容量增加到当前容量的 1.5 倍。这种策略可以有效地平衡性能和空间利用率。

        在 ArrayList 的源码中,扩容操作主要集中在 `ensureCapacity()` 方法中。`ensureCapacity()` 方法接收一个参数,指定要确保的容量。如果当前容量小于指定容量,则 ArrayList 将自动扩容,直到容量满足要求。`ensureCapacity()` 方法的实现如下:

        ```
        public void ensureCapacity(int minCapacity) {
            modCount++;
            if (minCapacity > capacity) {
                int newCapacity = (capacity << 1) + 2;
                if (newCapacity < minCapacity) {
                    newCapacity = minCapacity;
                }
                capacity = newCapacity;
                Object[] newElementData = new Object[capacity];
                System.arraycopy(elementData, 0, newElementData, 0, size);
                elementData = newElementData;
            }
        }
        ```

        `ensureCapacity()` 方法首先将 `modCount` 递增,然后检查当前容量是否小于指定容量。如果小于,则计算新的容量,并将 `capacity` 更新为新的容量。接下来,`ensureCapacity()` 方法创建一个新的数组 `newElementData`,并将旧数组 `elementData` 中的元素复制到 `newElementData` 中。最后,`ensureCapacity()` 方法将 `elementData` 指向 `newElementData`,完成扩容操作。

        在实际使用中,ArrayList 的扩容操作是透明的,开发人员无需关心 ArrayList 的扩容细节。ArrayList 会自动处理扩容操作,以确保能够容纳所需数量的元素。但是,如果应用程序频繁地添加大量元素,则可能会导致 ArrayList 频繁扩容,从而降低性能。因此,在使用 ArrayList 时,应尽可能预估所需容量,并使用 `ensureCapacity()` 方法来避免频繁扩容。

        除了 `ensureCapacity()` 方法之外,ArrayList 还提供了其他几个与容量相关的