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List实现类之ArrayList构造方法源码分析

Java 更新时间: 发布时间: IT归档 最新发布 模块sitemap 名妆网 法律咨询 聚返吧 英语巴士网 伯小乐 网商动力

List实现类之ArrayList构造方法源码分析

1 ArrayList 1.1.1 ArrayList()

1、官方注释:Constructs an empty list with an initial capacity of ten,构造一个初始化容量为10的空集合;

2、源码如下:(只列出了需要的)

public class ArrayList extends AbstractList
        implements List, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
{
        private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
        // 初始化容量大小
        private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
        // 记录集合修改的次数,iterator会用到
        protected transient int modCount = 0;
        // 记录集合中元素的数量
        private int size;
        
        private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
        transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access
        
       	public ArrayList() {
            this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
        }
}

3、通过源码可以看到,在调用无参构造方法时,只是把DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA空数组赋值给elementData,并没有体现出容量为10;

4、 通过无参构造方法创建的ArrayList,会在添加第一个元素时将集合的容量初始化为10;

5、众所周知,集合的老祖宗Collection提供了boolean add(E e);方法,用于向集合中添加元素,我们来看一下ArrayList中的add方法

	// 该方法是对其父接口List中add方法的实现,但源头是Collection中的add方法
    public boolean add(E e) {
          ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
          elementData[size++] = e;
          return true;
    }
	// add方法中调用的第一个方法 
    private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
        // 使用无参构造方法创建的集合,在容量没有发生改变时,会和默认容量大小(DEFAULT_CAPACITY)进行比较
        if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
            minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
        }
        
        ensureExplicitCapacity(minCapacity);
    }
    private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
        modCount++;
		// 第一次调用add方法时,minCapacity = 10(ensureCapacityInternal方法中确定的)
        // elementData.length=0,所以会进行一次扩容
        // overflow-conscious code(下面的代码考虑了溢出,关于溢出的内容后面再分享)
        if (minCapacity - elementData.length > 0)
            // 扩容
            grow(minCapacity);
    }
	// 该方法实现了扩容(将旧数组中的元素复制到一个新数组中,关于集合的扩容机制,后面分享)
    private void grow(int minCapacity) {
        // overflow-conscious code
        int oldCapacity = elementData.length;	// 第一次扩容时:0
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);	// 右移位运算
        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:
        // ******使用无参构造方法创建的ArrayList,在此处实现了集合容量初始化为10***
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
    }

6、总结:

​ 通过无参构造方法public ArrayList();创建一个集合,在创建后,集合的容量为0,在第一次添加元素时,会进行一次扩容,将集合的容量扩充到10。

1.1.2 ArrayList(int initialCapacity)

1、源码

    // 创建一个指定容量的集合
	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);
        }
    }

2、分析

(1)当指定容量大于0时,会直接创建一个指定容量大小的数组;

(2)当指定容量为0时,给elementData赋值一个空数组EMPTY_ELEMENTDATA

    
    private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};

    
    private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};

在jdk1.8的源码中,存在这样两个数组,除了名字,其他都一样,那么为什么要定义两个属性呢?查了一下资料,说是相较于1.7进行的优化,减少了空数组的存在,目前还存在疑问。

(3)当使用有参构造函数创建的集合调用add方法时

	// add方法中调用的第一个方法 
    private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
        // 有参构造函数创建的集合,一直false,会直接走下面的逻辑
        if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
            minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
        }
        
        ensureExplicitCapacity(minCapacity);
    }

3、总结

​ ArrayList的底层数据结构为数组,要实现扩容,需要将原来素组中的元素一一复制到新的更大的数组中,消耗资源,所以,如果在使用ArrayList前可以确定集合的容量,推荐使用public ArrayList(int initialCapacity) {},避免在第一次添加元素时就进行扩容操作。

1.1.3 ArrayList(Collection c)
	// 将传入的参数转换为ArrayList类型
	public ArrayList(Collection 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;
        }
    }
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