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ArrayList扩容机制及不可变性详解(附源码分析)

程序员文章站 2022-07-14 17:30:21
...

前言

我们都知道ArrayList是不可变的,但是为什么是不可变的呢?

网上能搜索到ArrayList扩容机制是扩容为原本的1.5倍,那是怎么去实现的呢?

package org.lyz;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class WINGZINGDemo {
	public static void main(String[] args) {
		List<String> strList = new ArrayList<>();
		strList.add("AA");
		strList.add("BB");
		strList.add("CC");
		strList.add("DD");	
	}
}

扩容机制肯定是从add方法进行分析,查看ArrayList对add方法的实现。

/**
     * Appends the specified element to the end of this list.
     *
     * @param e element to be appended to this list
     * @return <tt>true</tt> (as specified by {@link Collection#add})
     */
    public boolean add(E e) {
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        elementData[size++] = e;
        return true;
    }
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
        if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
            minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
        }

        ensureExplicitCapacity(minCapacity);
    }

    private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
        modCount++;

        // overflow-conscious code
        if (minCapacity - elementData.length > 0)
            grow(minCapacity);
    }

数组长度小于最小长度的时候,调用grow()方法;

继续查看gorw(int minCapacity)方法

/**
     * Increases the capacity to ensure that it can hold at least the
     * number of elements specified by the minimum capacity argument.
     *
     * @param minCapacity the desired minimum capacity
     */
    private void grow(int minCapacity) {
        // overflow-conscious code
        int oldCapacity = elementData.length;
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
        if (newCapacity - minCapacity < 0)
            newCapacity = minCapacity;
        if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
            newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
        // minCapacity is usually close to size, so this is a win:
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
    }

首先获取源数组的长度int oldCapacity = elementData.length;

然后源数组长度的1.5倍,赋值给newCapacity;

这里运用到了位运算符,>> 1 代表向右移动一位(二进制)。等价于整除2,但是位运算符的效率高于整除。加上本身长度就是1.5倍。

后面就是进行判断有没有超过范围或者是最小长度之类的。

然后又是熟悉的Arrays.copyOf(T[] original, int newLength),不过其底层实现还是调用了arraycopy方法。

public static <T,U> T[] copyOf(U[] original, int newLength, Class<? extends T[]> newType) {
        @SuppressWarnings("unchecked")
        T[] copy = ((Object)newType == (Object)Object[].class)
            ? (T[]) new Object[newLength]
            : (T[]) Array.newInstance(newType.getComponentType(), newLength);
        System.arraycopy(original, 0, copy, 0,
                         Math.min(original.length, newLength));
        return copy;
    }

所以ArrayList扩容的时候还是依旧新建一个数组然后进行复制,旧数组就等待GC进行回收。

其他add的重载也都有类似的代码进行实现,这里就不冗余展示了。

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