摘要:数组的大小会根据容量的增长而动态的增长,具体的增长方式请看这里构造函数提供了三种方式的构造器。这些元素按照该的迭代器返回的顺序排列的。
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ArrayListArrayList是List接口的 可变数组的实现。实现了所有可选列表操作,并允许包括 null 在内的所有元素。除了实现 List接口外,此类还提供一些方法来操作内部用来存储列表的数组的大小。ArrayList继承自 AbstractList
每个ArrayList实例都有一个容量,该容量是指用来存储列表元素的数组的大小。它总是至少等于列表的大小。随着向ArrayList中不断添加元素,其容量也自动增长。自动增长会带来数据向新数组的重新拷贝,因此,如果可预知数据量的大小,就可在构造ArrayList实例时指定其容量。
在添加大量元素前,应用程序也可以使用ensureCapacity操作来增加ArrayList实例的容量,这可以减少递增式再分配的数量。
注意,此实现不是同步的。如果多个线程同时访问一个ArrayList实例,而其中至少一个线程从结构上修改了列表,那么它必须保持外部同步。
ArrayList这个数据结构比较简单,总体来说,ArrayList底层结构是数组,他的很多方法都是从数组上面演变而来的。
下面我们先来看一下ArrayList中的一些初始值
//通过ArrayList实现的接口可知,其支持随机访问,能被克隆,支持序列化 public class ArrayListextends AbstractList implements List , RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable { //序列版本号 private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L; //默认初始容量 private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10; //空实例的共享空数组实例 private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {}; //被用于默认大小的空实例的共享数组实例。 //与EMPTY_ELEMENTDATA的区别是:当我们向数组中添加第一个元素时,知道数组该扩充多少。 private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {}; /** * Object[]类型的数组,保存了添加到ArrayList中的元素。ArrayList的容量是该Object[]类型数组的长度 * 当第一个元素被添加时,任何空ArrayList中的elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA将会被 * 扩充到DEFAULT_CAPACITY(默认容量)。 */ transient Object[] elementData; //没有被私有化是为了简化内部类访问 // ArrayList的大小(指其所含的元素个数) private int size; // 记录被修改的次数 protected transient int modCount = 0; // 数组的最大值 private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8 }
elementData 是"Object[] 类型的数组",它保存了添加到ArrayList中的元素。实际上,elementData是个动态数组,我们能通过构造函数 ArrayList(intinitialCapacity)来执行它的初始容量为initialCapacity;如果通过不含参数的构造函数ArrayList()来创建ArrayList,则elementData的容量默认是10。elementData数组的大小会根据ArrayList容量的增长而动态的增长,具体的增长方式请看这里
构造函数ArrayList提供了三种方式的构造器。可以构造一个默认初始容量为10的空列表、构造一个指定初始容量的空列表以及构造一个包含指定collection的元素的列表。
这些元素按照该collection的迭代器返回的顺序排列的。
// 构造一个指定初始容量的空列表 public ArrayList(int initialCapacity) { if (initialCapacity > 0) { this.elementData = new Object[initialCapacity]; } else if (initialCapacity == 0) { this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA; } else { // 如果给定的初始容量为负值 throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+ initialCapacity); } } // 构造一个默认初始容量为10的空列表 public ArrayList() { //这里并没有初始化,jdk 1.8之后是在进行add操作后初始化 this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA; } // 构造一个包含指定collection的元素的列表,这些元素按照该collection的迭代器返回的顺序排列的 public ArrayList(Collection extends E> c) { elementData = c.toArray(); if ((size = elementData.length) != 0) { // c.toArray()可能不会正确地返回一个 Object[]数组,那么使用Arrays.copyOf()方法 if (elementData.getClass() != Object[].class) elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class); } else { // 如果指定的collection为空 this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA; } }
使用无参构造器,默认初始容量为什么是10?
1) 初始时:this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {}; size = 0;
2) 向数组中添加第一个元素时,add(E e)方法中调用了ensureCapacityInternal(size + 1)方法,即ensureCapacityInternal(1);
3) 在ensureCapacityInternal(int minCapacity)方法中,minCapacity=DEFAULT_CAPACITY=10,然后再调用ensureExplicitCapacity(minCapacity)方法,即ensureExplicitCapacity(10);
4) 在ensureExplicitCapacity(minCapacity)方法中调用grow(minCapacity)方法,即grow(10),此处为真正具体的数组扩容的算法,在此方法中,通过elementData = Arrays.copyOf(elementData, 10)具体实现了elementData数组初始容量为10的构造。
具体的扩容算法的实现请看这里
添加元素// 在数组末尾加上一个元素 public boolean add(E e) { ensureCapacityInternal(size + 1); // 进行扩容检查 elementData[size++] = e; return true; } // 在数组的指定位置添加元素 public void add(int index, E element) { rangeCheckForAdd(index); // 检查index是否越界 ensureCapacityInternal(size + 1); // 进行扩容检查 // 对数据进行复制操作,空出index位置,并插入element,将源数组中从index位置开始后的size-index个元素统一后移一位 System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, size - index); elementData[index] = element; size++; // 元素个数加1 } // 按照指定collection集合的迭代器所返回的元素顺序,将该collection中的所有元素添加到列表的尾部 public boolean addAll(Collection extends E> c) { Object[] a = c.toArray(); // 将collection转换为数组类型 int numNew = a.length; // collection中的元素个数 ensureCapacityInternal(size + numNew); // 进行扩容检查 System.arraycopy(a, 0, elementData, size, numNew); // 将数组a[0,...,numNew-1]复制到数组elementData[size,...,size+numNew-1] size += numNew; return numNew != 0; } // 按照指定collection集合的迭代器所返回的元素顺序,将该collection中的所有元素添加到列表的指定位置 public boolean addAll(int index, Collection extends E> c) { rangeCheckForAdd(index); // 检查index是否越界 Object[] a = c.toArray(); int numNew = a.length; ensureCapacityInternal(size + numNew); // 进行扩容检查 // 将数组elementData[index,...,index+numMoved-1]复制到elementData[index+numMoved,...,index+2*numMoved-1] //将源数组中从index位置开始的后numMoved个元素统一后移numNew位 int numMoved = size - index; if (numMoved > 0) System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + numNew, numMoved); // 将数组a[0,...,numNew-1]复制到数组elementData[index,...,index+numNew-1]完成数据的插入 System.arraycopy(a, 0, elementData, index, numNew); size += numNew; return numNew != 0; }扩容相关
// 用于自定义设置ArrayList的容量 public void ensureCapacity(int minCapacity) { int minExpand = (elementData != DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) ? 0 : DEFAULT_CAPACITY; if (minCapacity > minExpand) { ensureExplicitCapacity(minCapacity); } } // 进行扩容检查 private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) { //第一次add操作初始化,如果为空ArrayList,那么初始化容量为10 if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) { minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity); } //判断是否需要扩容 ensureExplicitCapacity(minCapacity); } //判断是否需要扩容 private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) { //modCount这个参数运用到了 fail-fast 机制 modCount++; if (minCapacity - elementData.length > 0) grow(minCapacity); // 扩容 } // 扩容 private void grow(int minCapacity) { int oldCapacity = elementData.length; //newCapacity为以前的1.5倍 int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); if (newCapacity - minCapacity < 0) newCapacity = minCapacity; //判断容量是否到达long int 最大临界值 if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0) newCapacity = hugeCapacity(minCapacity); // 对数组进行复制处理 elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); } // 检查是否超过最大容量 0x7fffffff ,是否抛出异常 private static int hugeCapacity(int minCapacity) { if (minCapacity < 0) // overflow throw new OutOfMemoryError(); return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ? Integer.MAX_VALUE : MAX_ARRAY_SIZE; }删除元素
// 删除指定位置的元素 public E remove(int index) { rangeCheck(index); //数组越界检查 modCount++; E oldValue = elementData(index); int numMoved = size - index - 1; //计算数组需要复制的数量 if (numMoved > 0) //将index后的数据都向前移一位 System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index, numMoved); elementData[--size] = null; //help GC return oldValue; } // 删除指定内容的元素(只删除第一个匹配成功的) public boolean remove(Object o) { if (o == null) { for (int index = 0; index < size; index++) if (elementData[index] == null) { fastRemove(index); return true; } } else { for (int index = 0; index < size; index++) if (o.equals(elementData[index])) { fastRemove(index); return true; } } return false; } //找到对应的元素后,删除。删除元素后的元素都向前移动一位 private void fastRemove(int index) { modCount++; int numMoved = size - index - 1; if (numMoved > 0) // 将index后面的元素整体向前移动一位 System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index, numMoved); elementData[--size] = null; // help GC } //清空ArrayList,将全部的元素设为null public void clear() { modCount++; for (int i = 0; i < size; i++) // help GC elementData[i] = null; size = 0; } //删除ArrayList中从fromIndex到toIndex(区间--左闭右开)之间所有的元素 protected void removeRange(int fromIndex, int toIndex) { modCount++; int numMoved = size - toIndex; //需向前移动的元素的个数 System.arraycopy(elementData, toIndex, elementData, fromIndex, numMoved); // help GC int newSize = size - (toIndex-fromIndex); for (int i = newSize; i < size; i++) { elementData[i] = null; } size = newSize; } //删除ArrayList中包含在指定容器c中的所有元素 public boolean removeAll(Collection> c) { Objects.requireNonNull(c); //检查指定的对象c是否为空 return batchRemove(c, false); } //移除ArrayList中不包含在指定容器c中的所有元素,与removeAll(Collection> c)正好相反 public boolean retainAll(Collection> c) { Objects.requireNonNull(c); //检查指定的对象c是否为空 return batchRemove(c, true); } // 根据complement的值删除元素 private boolean batchRemove(Collection> c, boolean complement) { final Object[] elementData = this.elementData; int r = 0, w = 0; //读写双指针 w是重新存元素时的索引,r是原来的索引 boolean modified = false; try { //遍历数组,并检查这个集合是否包含对应的值,移动要保留的值到数组前面,w最后值为要保留的元素的数量 //简单点:若保留,就将相同元素移动到前段;若删除,就将不同元素移动到前段 for (; r < size; r++) if (c.contains(elementData[r]) == complement) //判断指定容器c中是否含有elementData[r]元素 elementData[w++] = elementData[r]; }finally {//确保异常抛出前的部分可以完成期望的操作,而未被遍历的部分会被接到后面 //r!=size表示可能出错了:c.contains(elementData[r])抛出异常 if (r != size) { System.arraycopy(elementData, r,elementData, w,size - r); w += size - r; } //如果w==size:表示全部元素都保留了,所以也就没有删除操作发生,所以会返回false;反之,返回true,并更改数组 //而w!=size的时候,即使try块抛出异常,也能正确处理异常抛出前的操作,因为w始终为要保留的前段部分的长度,数组也不会因此乱序 if (w != size) { for (int i = w; i < size; i++) elementData[i] = null; modCount += size - w;//改变的次数 size = w; //新的大小为保留的元素的个数 modified = true; } } return modified; }
removeAll和retainAll方法:实现删除或保留ArrayList中包含Collection c中的的元素。
这两个方法都用到batchRemove方法(boolean complement使得batchRemove方法得到了重用)
下面以removeAll为例,分析batchRemove(c, false)
遍历elementData
如果集合c中包含elementData的元素e,则c.contains(elementData[r])为true,if不成立,if结束;如果c不包含elementData的元素e,则if成立,将此元素e赋值给elementData[w++] (即elementData保留了c中没有的元素,也就是删除了c中存在的所有元素。)
执行finally
finally是不管try中结果如何都会执行的。if(r!=size),则将elementData未参加比较的元素arraycopy到elementData后面;新索引w加上刚arraycopy的数目;if (w != size),此时w还不等于size,则将w后的元素移除.只有执行了if (w != size)(事实上只要c中含有elementData的元素,w肯定不等于size),才令modified = true,才说明remove成功,返回true,否则返回false。
ArrayList中还有一个用于节约数组内存空间,缩小容量的方法
// 因为容量常常会大于实际元素的数量。内存紧张时,可以调用该方法删除预留的位置,调整容量为元素实际数量。 // 如果确定不会再有元素添加进来时也可以调用该方法来节约空间 public void trimToSize() { modCount++; // length是数组长度,size表示数组内元素个数 // size去掉预留元素的位置。返回一个新数组,新数组不含null,数组的size和elementData.length相等,以节省空间。此函数可避免size很小但elementData.length很大的情况。
ArrayList会每次增长会预申请多一点空间,1.5倍,这样就会出现当size() = 10的时候,ArrayList已经申请了15空间, trimToSize就是删除多余的5,只留10。
或许有人会有疑问:
修改元素
调用Arrays.copyOf复制size长度的元素到elementData,而且由源码看应该是从0复制到size处,那么如果我之前调用过add(int index, E element)呢?比如,list={1,2,3,null,null,4,null,null},如果调用trimToSize返回的应该是list={1,2,3,null}(因为size=4)。其实上面这种情况不会发生的,因为调用add(int index, E element)时,会检查index的合法性,所以list的元素肯定是相邻的,而不会出现上述这种中间出现null的情况。// 将指定位置的元素改为指定的值 public E set(int index, E element) { rangeCheck(index); // 检查index是否越界 E oldValue = elementData(index); elementData[index] = element; return oldValue; }查找元素//判断ArrayList中是否包含Object(o) public boolean contains(Object o) { return indexOf(o) >= 0; } //返回一个值在数组首次出现的位置,会根据是否为null使用不同方式判断。不存在就返回-1。时间复杂度为O(N) public int indexOf(Object o) { if (o == null) { for (int i = 0; i < size; i++) if (elementData[i]==null) return i; } else { for (int i = 0; i < size; i++) if (o.equals(elementData[i])) return i; } return -1; } //返回一个值在数组最后一次出现的位置,不存在就返回-1。时间复杂度为O(N) public int lastIndexOf(Object o) { if (o == null) { for (int i = size-1; i >= 0; i--) if (elementData[i]==null) return i; } else { for (int i = size-1; i >= 0; i--) if (o.equals(elementData[i])) return i; } return -1; } //返回指定位置的值,因为是数组,所以速度特别快 @SuppressWarnings("unchecked") E elementData(int index) { return (E) elementData[index]; } //返回指定位置的值,但是会检查这个位置数否超出数组长度 public E get(int index) { rangeCheck(index); return elementData(index); //实质上return (E) elementData[index] }序列化//保存数组实例的状态到一个流(即它序列化)。写入过程数组被更改会抛出异常 private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s) throws java.io.IOException{ int expectedModCount = modCount; s.defaultWriteObject(); //执行默认的反序列化/序列化过程。将当前类的非静态和非瞬态字段写入此流 // 写入大小 s.writeInt(size); // 按顺序写入所有元素 for (int i=0; i0) { ensureCapacityInternal(size); Object[] a = elementData; //读入所有元素 for (int i=0; i 为什么要自定义序列化、反序列化机制呢?
由于ArrayList实质上是一个动态数组,往往数组中会有空余的空间,如果采用默认的序列化机制,那些空余的空间会作为null写入本地文件或者在网络中传输,耗费了不必要的资源。所以,ArrayList使用自定义序列化机制,仅写入索引为【0,size)的有效元素以节省资源
迭代器//返回ListIterator,开始位置为指定参数 public ListIteratorlistIterator(int index) { if (index < 0 || index > size) throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index); return new ListItr(index); } //返回ListIterator,开始位置为0 public ListIterator listIterator() { return new ListItr(0); } //返回普通迭代器 public Iterator iterator() { return new Itr(); } //通用的迭代器实现 private class Itr implements Iterator { int cursor; //游标,下一个元素的索引,默认初始化为0 int lastRet = -1; //上次访问的元素的位置 int expectedModCount = modCount;//迭代过程不允许修改数组,否则就抛出异常 //是否还有下一个 public boolean hasNext() { return cursor != size; } //下一个元素 @SuppressWarnings("unchecked") public E next() { checkForComodification();//检查数组是否被修改 int i = cursor; if (i >= size) throw new NoSuchElementException(); Object[] elementData = ArrayList.this.elementData; if (i >= elementData.length) throw new ConcurrentModificationException(); cursor = i + 1; //向后移动游标 return (E) elementData[lastRet = i]; //设置访问的位置并返回这个值 } //删除元素 public void remove() { if (lastRet < 0) throw new IllegalStateException(); checkForComodification();//检查数组是否被修改 try { ArrayList.this.remove(lastRet); cursor = lastRet; lastRet = -1; expectedModCount = modCount; } catch (IndexOutOfBoundsException ex) { throw new ConcurrentModificationException(); } } @Override @SuppressWarnings("unchecked") public void forEachRemaining(Consumer super E> consumer) { Objects.requireNonNull(consumer); final int size = ArrayList.this.size; int i = cursor; if (i >= size) { return; } final Object[] elementData = ArrayList.this.elementData; if (i >= elementData.length) { throw new ConcurrentModificationException(); } while (i != size && modCount == expectedModCount) { consumer.accept((E) elementData[i++]); } cursor = i; lastRet = i - 1; checkForComodification(); } //检查数组是否被修改 final void checkForComodification() { if (modCount != expectedModCount) throw new ConcurrentModificationException(); } } //ListIterator迭代器实现 private class ListItr extends Itr implements ListIterator { ListItr(int index) { super(); cursor = index; } public boolean hasPrevious() { return cursor != 0; } public int nextIndex() { return cursor; } public int previousIndex() { return cursor - 1; } @SuppressWarnings("unchecked") public E previous() { checkForComodification(); int i = cursor - 1; if (i < 0) throw new NoSuchElementException(); Object[] elementData = ArrayList.this.elementData; if (i >= elementData.length) throw new ConcurrentModificationException(); cursor = i; return (E) elementData[lastRet = i]; } public void set(E e) { if (lastRet < 0) throw new IllegalStateException(); checkForComodification(); try { ArrayList.this.set(lastRet, e); } catch (IndexOutOfBoundsException ex) { throw new ConcurrentModificationException(); } } public void add(E e) { checkForComodification(); try { int i = cursor; ArrayList.this.add(i, e); cursor = i + 1; lastRet = -1; expectedModCount = modCount; } catch (IndexOutOfBoundsException ex) { throw new ConcurrentModificationException(); } } } Iterator与ListIterator的区别:
Iterator可以应用于所有的集合,Set、List和Map和这些集合的子类型。而ListIterator只能用于List及其子类型;
Iterator只能实现顺序向后遍历,ListIterator可实现顺序向后遍历和逆向(顺序向前)遍历;
Iterator只能实现remove操作,ListIterator可以实现remove操作,add操作,set操作。
其他方法//返回ArrayList的大小(元素个数) public int size() { return size; } //判断ArrayList是否为空 public boolean isEmpty() { return size == 0; } //返回此 ArrayList实例的浅拷贝(元素本身没有被复制,复制过程数组发生改变会抛出异常) public Object clone() { try { ArrayList> v = (ArrayList>) super.clone(); v.elementData = Arrays.copyOf(elementData, size); v.modCount = 0; return v; } catch (CloneNotSupportedException e) { throw new InternalError(e); } } /* 浅克隆就是我们所看到的Arrays.copyOf, System.arraycopy,数组是新的,但是里面N个元素全是引用的旧的。 浅拷贝(影子克隆):只复制基本类型。 深拷贝(深度克隆):基本类+对象。 */ //返回一个包含ArrayList中所有元素的数组 public Object[] toArray() { return Arrays.copyOf(elementData, size); } // 返回一个数组,使用运行时确定类型,该数组包含在这个列表中的所有元素(从第一到最后一个元素) // 返回的数组容量由参数和本数组中较大值确定 @SuppressWarnings("unchecked") publicArrayList相关问题 Integer.MAX_VALUE - 8 这里为什么要减去8?T[] toArray(T[] a) { if (a.length < size) // Make a new array of a"s runtime type, but my contents: return (T[]) Arrays.copyOf(elementData, size, a.getClass()); System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, size); if (a.length > size) a[size] = null; return a; } 主要是考虑到不同的JVM,有的VM会在加入一些数据头,当扩容后的容量大于MAX_ARRAY_SIZE,我们会去比较最小需要容量和MAX_ARRAY_SIZE做比较,如果比它大, 只能取Integer.MAX_VALUE,否则是Integer.MAX_VALUE -8。
jdk1.8的无参构造函数和之前版本的构造函数有什么区别?
这个是从jdk1.7开始才有的jdk1.6 public ArrayList() { this(10); } jdk1.7 public ArrayList() { super(); this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA; } jdk1.8 public ArrayList() { this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA; }对比下可以看出:jdk1.6的无参构造方法(默认构造方法)构造的ArrayList的底层数组elementData大小(容量)默认为10;从1.7开始,无参构造方法构造的ArrayList的底层数组elementData大小默认为0。
java集合类在jdk1.7版本基本上都有一种改动:懒初始化。懒初始化指的是默认构造方法构造的集合类,占据尽可能少的内存空间(对于ArrayList来说,使用空数组来占据尽量少的空间,不使用null是为了避免null判断),在第一次进行包含有添加语义的操作时,才进行真正的初始化工作。
1.7开始的ArrayList,默认构造方法构造的实例,底层数组是空数组,容量为0,在进行第一次add/addAll等操作时才会真正给底层数组赋非empty的值。如果add/addAll添加的元素小于10,则把elementData数组扩容为10个元素大小,否则使用刚好合适的大小(例如,第一次addAll添加6个,那么扩容为10个,第一次添加大于10个的,比如24个,扩容为24个,刚好合适)
1.8版本,默认构造的实例这个行为没有改变,只是用的数组名字变了。
jdk1.6中扩容算法的缺陷(由于jdk1.7和jdk1.8在扩容算法方面差别不大,所以下面没有严格区分)
jdk1.6 public void ensureCapacity(int minCapacity) { modCount++; int oldCapacity = elementData.length; if (minCapacity > oldCapacity) { Object oldData[] = elementData; int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1; if (newCapacity < minCapacity) newCapacity = minCapacity; // minCapacity is usually close to size, so this is a win: elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); } }从上面的代码可以看出jdk1.6的ensureCapacity方法只是简单进行了逻辑上的操作,没有过多考虑int型溢出的问题,从1.7开始对这个进行了完善。
而且没考虑入参minCapacity可能因为int溢出变为负数。这个方法可以外部手动调用,手动扩容传入负数这个肯定是应该拦截掉的。但是自动扩容会因为int溢出产生负数,碰到这种情况时应该特殊处理,而不是什么都不做,等着后面抛出一个ArrayIndexOutOfBoundsException。
还有就是下面这句代码会造成过早溢出
int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1;虽然上面这行代码和1.7开始的oldCapacity + (oldCapacity >> 1) 差不多,都是相当于1.5倍,但实际上是有
区别的。这里主要有两个区别
第一个区别是jdk1.6的乘除运算的数学结果比后面一个大1比如oldCapacity=10,1.6的
算法得到16,1.7开始的算法得到15,这个影响不大;第二个区别就是两者在数字比较大时运算结果不一样,比如
oldCapacity=10^9,这个数和Integer.MAX_VALUE位数一样,用1.6的算法得到的会是错误的-647483647,用
1.7的则是正确的1500000000,这时候明明可以1.5倍扩容,但是jdk1.6却用的是按需扩容。ensureCapacity(称之为手动,是因为此方法是public的,可以外部手动调用)。
在1.6版本是只有这个手动的方法,内部自动操作也是调用这个方法,1.7开始进行了区分,并且进一步改进了扩容操作。从1.7开始将内部扩容和外部可以调用的扩容方法分开了,通过源码可以看出:外部调用的手动扩容方法ensureCapacity要多一个判断条件 minCapacity > minExpand,这个判断条件拦截掉负数的minCapacity,这样调用内部扩容ensureCapacityInternal方法时,minCapacity一定是正数;内部扩容方法直接就用minCapacity - elementData.length > 0判断,此条件可以检测出int型溢出,碰到溢出最后会抛出一个OOM错误。jdk1.7用OOM,这比jdk1.6用ArrayIndexOutOfBoundsException更好,因为此时数组大小超出了虚拟机对数组的限制,虚拟机无法处理这种情况了,抛出一个ERROR是合理的。
使用这行代码
newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);这行代码不仅仅是使用位运算加快执行速度,上面说了,这种做法才是对的,是真正的1.5倍。不仅仅因为那一个大小的差别,更重要的是避免过早出现int溢出的情况,保证了内部自动扩容会尽量按规定的策略执行。同时整个扩容处理流程中多增加了几处if判断,对各种情况处理更加完善。
为什么ArrayList自动容量扩充选择扩充1.5倍?这种算法构造出来的新的数组长度的增量都会比上一次大( 而且是越来越大) ,避免频繁newInstance 的情况。
为什么ArrayList 不适合频繁插入和删除操作?由上面分析的增加删除方法可以看出在ArrayList中经常会调用 System.arraycopy 这个效率很低的操作来复制数组,所以导致ArrayList在插入和删除操作中效率不高。
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