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Arraylist扩容机制原理是什么?

更新时间:2023-05-24 来源:黑马程序员 浏览量:

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  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。

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