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Java中ArrayList的工作原理詳解

發布時間:2020-10-16 03:01:03 來源:腳本之家 閱讀:200 作者:躲在魚缸里的徐小波 欄目:編程語言

1.ArrayList

以數組實現。節約空間,但數組有容量限制。超出限制時會增加50%容量,用System.arraycopy()復制到新的數組。因此最好能給出數組大小的預估值。默認第一次插入元素時創建大小為10的數組。按數組下標訪問元素-get(i)、set(i,e)的性能很高,這是數組的基本優勢。如果按下標插入元素、刪除元素-add(i,e)、remove(i)、remove(e),則要用System.arraycopy()來復制移動部分受影響的元素,性能就變差了。越是前面的元素,修改時要移動的元素越多。直接在數組末尾加入元素-常用的add(e),刪除最后一個元素則無影響。

ArrayList是一個相對來說比較簡單的數據結構,最重要的一點就是它的自動擴容。

2.構造方法

ArrayList提供了三個構造方法:

ArrayList(int initialCapacity):指定容量
ArrayList():構造一個默認容量為10的ArrayList
ArrayList(Collection<? extends E> c):構造一個指定Collection的ArrayList

3.add

 // 添加指定元素到list末尾
  public boolean add(E e) {
    // 檢查是否需要擴容
    ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
    // 賦值
    elementData[size++] = e;
    return true;
  }
  private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
    if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
      // 比較默認的容量10和傳入的容量,返回大點的數
      minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
    }
    //擴容
    ensureExplicitCapacity(minCapacity);
  } 
  private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
    // 記錄修改次數
    modCount++;
    // overflow-conscious code
    if (minCapacity - elementData.length > 0)
      grow(minCapacity);
  }
  private void grow(int minCapacity) {
    // overflow-conscious code
    // 記錄當前list的容量
    int oldCapacity = elementData.length;
    // 擴展為原來的1.5倍
    int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
    // 如果擴展1.5倍還不能滿足,直接擴展為需求值
    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);
  }

也就是說,當增加數據的時候,如果ArrayList的大小已經不滿足需求時,那么數組大小就會變為原來的1.5倍,之后就是把老的數據拷貝新的數組里面。例如我創建的list的容量時10,當我們已經添加了10個元素的之后,再添加就會進行自動擴容到15。

get,set

  public E get(int index) {
    rangeCheck(index);
    return elementData(index);
  }
  public E set(int index, E element) {
    rangeCheck(index);
    E oldValue = elementData(index);
    elementData[index] = element;
    return oldValue;
  }

get()和set()就比較簡單了,進行范圍檢查后就可以進行對應的操作了。由于ArrayList是動態數組,所以我們完全可以根據下標來獲取ArrayList中的元素,而且速度還比較快,故ArrayList長于隨機訪問。

remove

public E remove(int index) {
  rangeCheck(index);
  modCount++;
  E oldValue = elementData(index);
  int numMoved = size - index - 1;
  if (numMoved > 0)
    System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
             numMoved);
  elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
  return oldValue;
}

remove()首先進行范圍檢查,然后計算移動的開始位置,如果大于0的話就進行移動并返回舊值

以上就是本文的全部內容,希望本文的內容對大家的學習或者工作能帶來一定的幫助,同時也希望多多支持億速云!

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