集合运用之在明确场景下，为集合指定初始容量

水深无声 2022-05-30 06:22 129阅读 0赞

集合基本上面试时面试必问的，我一个同事曾经面试时就被问过集合的默认长度是多少。下面我们就ArrayList集合的长度来说说指定初始容量的事。

List<Persion> list = new ArrayList<Persion>();

相信大部分在使用集合是，都是类似的声明一个集合，然后用add、remove等方法对集合进行操作，而且因为它是自动管理长度的，所以不用我们特别费心超长的问题，这确实是一个非常好的优点，但也有我们必须要注意的事项。下面我以ArrayList为例深入了解下java是如何实现自动长度的动态管理，从add方法开始，代码如下（我的是jdk1.7）：

public boolean add(E paramE)
       {
       //扩展长度
        ensureCapacityInternal(this.size + 1);
        //追加元素
         this.elementData[(this.size++)] = paramE;
         return true;
       }

我们知道ArrayList是一个大小可变的，但它在底层使用的是数组存储（也就是elementData变量），而且数组是定长的，要实行动态长度必然要进行长度的扩展，代码如下：

private void ensureCapacityInternal(int paramInt) {
         this.modCount += 1;
    
         if (paramInt - this.elementData.length > 0)
          grow(paramInt);
       }
    
       private void grow(int paramInt)
       {
       //上次（原始）定义的数组长度
         int i = this.elementData.length;
         int j = i + (i >> 1);
         if (j - paramInt < 0)
          j = paramInt;
         if (j - 2147483639 > 0) {
           j = hugeCapacity(paramInt);
         }
         this.elementData = Arrays.copyOf(this.elementData, j);
       }
    
       private static int hugeCapacity(int paramInt) {
         if (paramInt < 0)
           throw new OutOfMemoryError();
         return paramInt > 2147483639 ? 2147483647 : 2147483639;
      }

我们看到新数组的长度计算方法，并不是增加一个元素，elementData 的长度就加1，而是在达到elementData 长度的临界点时，才将elementData 扩容1.5倍（i + (i >> 1)）右移1位相当于除以2，这样有什么好处呢？避免了多次调用copyOf方法的性能开销，否则没加一个元素都要扩容一次，那性能将会非常糟糕。  
知道了扩容原则，还有一个问题：elementData 的默认长度是多少呢？答案是10，比如new ArrayList(),则elementData 的初始长度是10.代码如下：

//无参构造，通常用的最多的就是这个
    public ArrayList()
      {
      //指定数组长度的有参构造
        this(10);
      }
    //指定数组长度的有参构造
    public ArrayList(int paramInt)
       {
        if (paramInt < 0) {
           throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: " + paramInt);
         }
         this.elementData = new Object[paramInt];
      }

默认初始化时声明了一个长度为10的数组，在通过add方法增加弟11个元素时，ArrayList类就自动扩展了，新的elementData 数组长度是10+（10>>1）,也就是15，可以看出，如果不设置初始容量，系统就按照1.5倍的规则扩容，每次扩容都是一次数组的拷贝，如果数据量很大，这样的拷贝会非常耗费资源，而且效率非常低下。如果我们已经知道一个ArrayList的可能长度，然后对ArrayList设置一个初始容量则可以显著提高系统性能。