Java中如何解決ArrayList擴容問題

這篇文章給大家分享的是有關Java中如何解決ArrayList擴容問題的內容。小編覺得挺實用的，因此分享給大家做個參考，一起跟隨小編過來看看吧。

具體介紹如下。

首先我們需要知道ArrayList里面的實質的其實是一個Object類型的數組，ArrayList的擴容問題其實就是這個Object類型的數組的擴容問題。

transient Object[] elementData;

一、創建時，ArrayList的容量分配

創建一個ArrayList有三種情況

1、默認大小創建（默認為0）

ArrayList al = new ArrayList();

創建完成之后，al的容量為0。從下面代碼就可以知道。

transient Object[] elementData; 
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};

public ArrayList() {
  this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}

2、指定大小創建

ArrayList al = new ArrayList(5);

創建一個容量為5的ArrayList對象，其實就是一個長度為5的Object數組，從下面代碼就可以知道。

transient Object[] elementData; 
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};

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);
  }
}

3、指定元素集合創建

ArrayList al = new ArrayList<Integer>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5));

上面創建了ArrayList對象，并使用一個List為[1,2,3,4,5]來進行初始化。其實就是創建了一個長度為5的Object數組，數組的內容為[1,2,3,4,5]。從下面代碼就可以知道。

private int size;
transient Object[] elementData; 
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};

public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
  elementData = c.toArray();
  if ((size = elementData.length) != 0) {
    // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
    if (elementData.getClass() != Object[].class)
      elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
  } else {
    // replace with empty array.
    this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
  }
}

二、插入元素時，ArrayList的容量擴充

ArrayList<Integer> collection = new ArrayList<Integer>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5));
Integer[] moreInts = { 6, 7, 8, 9, 10 };
collection.addAll(Arrays.asList(moreInts));

上面過程如下：

1、創建一個size為5的ArrayList，內容為[1,2,3,4,5]。——初始容量為5

2、向這個ArrayList對象里面添加集合{ 6, 7, 8, 9, 10 }。——-這個時候，就需要對這個ArrayList對象容量進行擴充了。

查看源碼：

public Boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
	// 得到插入數組
	Object[] a = c.toArray();
	// 得到插入內容長度
	int numNew = a.length;
	ensureCapacityInternal(size + numNew);
	// Increments modCount
	System.arraycopy(a, 0, elementData, size, numNew);
	size += numNew;
	return numNew != 0;
}
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
	//如果ArrayList里面的內容為空
	if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
		minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
	}
	ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
	modCount++;
	// 進一步計算擴充后的大小minCapacity
	if (minCapacity - elementData.length > 0)
	    grow(minCapacity);
}
private void grow(int minCapacity) {
	// ArrayList的原始大小
	int oldCapacity = elementData.length;
	// 在原始大小的基礎上計算擴充后的大小，擴充后的大小是元素大小的1.5倍
	int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
	//跟前面計算的擴充后長度minCapacity比較，取較大的那個為擴充后長度
	if (newCapacity - minCapacity < 0)
	    newCapacity = minCapacity;
	// 如果擴充后長度大于最大長度
	if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
	    newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
	// 擴充
	elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
	// minCapacity小于0，說明溢出，否則將最大整數作為最終擴充長度
	if (minCapacity < 0) // overflow
	throw new OutOfMemoryError();
	return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
	    Integer.MAX_VALUE :
	    MAX_ARRAY_SIZE;
}

上面的過程可以這樣總結：

1、ArrayList的原始大小size + 將要插入集合的大小numNew = 得到擴充后ArrayList的最小長度minCapacity

2、如果ArrayList的原始大小size為0，即ArrayList為空，ArrayList擴充后的最小長度minCapacity= Math.max(10, minCapacity)，也就是說擴充后的最小長度minCapacity，并不僅僅是原始長度size加上插入集合的長度numNew。

3、上面得到的擴充后最小長度minCapacity，并不是最終擴充后的長度，還需要進一步進行計算。

（1）得到ArrayList的原始大小oldCapacity
（2）得到新的擴充后的大小：newCapacity = oldCapacity*1.5；
（3）將上面計算的擴充后的最小長度minCapacity與這里得到的擴充后的大小newCapacity進行比較，取較大的那個最為最終擴充后的大小。

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