深入解析ArrayList扩容机制：源码与实战

本文档深入解析了Java中ArrayList的扩容机制，主要关注于ArrayList类的源码实现。首先，我们了解ArrayList的初始化过程。在创建ArrayList实例时，如果没有提供初始容量，它会使用一个默认容量（10），存储在`DEFAULT_CAPACITY`常量中（`private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;`）。当集合为空（即初始数组`elementData`为默认空数组`DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};`）时，创建的ArrayList实际上是一个容量为0的数组。 当通过`add(E e)`方法向ArrayList中添加元素时，其底层逻辑是先调用`ensureCapacityInternal(size + 1)`方法来检查并确保当前的数组大小足够容纳新元素。这个方法会根据当前元素数量`size`来决定是否需要扩容。如果当前容量不足，`calculateCapacity(elementData, minCapacity)`方法会被调用，其中`minCapacity`参数至少为`size + 1`。这个函数会检查现有数组`elementData`是否为默认容量的空数组，如果是，则返回两者中的较大值作为新的容量，否则返回`minCapacity`。 接下来，`ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity))`方法会确保ArrayList的数组容量达到新计算出的值。这通常意味着如果现有容量不足以容纳新元素，一个新的更大容量的数组会被创建。创建新数组时，旧的`elementData`会被复制到新数组，然后添加新元素，并将`elementData`的引用更新为新数组。 总结起来，ArrayList的扩容机制是动态的，它会在添加元素时检查现有容量，如果不足则自动调整数组大小，以避免频繁的扩容操作。这种设计提高了性能，尤其是在元素数量快速增加时，避免了频繁的对象创建和内存分配。通过理解这些源码细节，开发者可以更好地优化Java集合框架的使用，提高程序的运行效率。