千呼万唤始出来，犹抱琵琶半遮面，揭开ArrayList的扩容机制的神秘面纱

ArrayList

ArrayList的成员变量
构造方法
添加元素
重现ArrayList的扩容机制

ArrayList顺序表（物理结构连续，逻辑结构连续）
用一段物理地址连续的存储单位存储数据元素的线性结构，底层是一个数组

ArrayList的成员变量

// 一个常变量，常用于表示数组容量（长度）
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
// final修饰的Object数组
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
// 底层数组，初始值 null
transient Object[] elementData;
// 记录数组中的元素个数
private int size;

构造方法

不传参数
不传参数，elemData数组初始化，指向DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA（{}）

public ArrayList() {this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;}

传指定容量
initialCapacity > 0 数组初始化，数组长度是initialCapacity
initialCapacity = 0 数组初始化，指向EMPTY_ELEMDATA（{}）
initialCapacity < 0 抛出异常

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);}}

传一个Connection类元素的集合
（1）. 将集合转化为数组，elemData指向这个数组
（2）.集合的长度为0，elemData指向EMPTY_ELEMDATA（{}）
（3）.集合长度不为0，此时elemData的类型也在改变，将elemData转化为Object类型

public ArrayList(Collection<? extends E> 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;}}

添加元素

以添加一个元素为例

先进行扩容操作（可能不需要扩容）

添加元素

    public boolean add(E e) {ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!elementData[size++] = e;return true;}

确定需要的数组容量（此处是 size + 1）

    private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));}

计算数组容量应该是多大

如果ArrayList是通过 ArrayList(）无参数构造方法构造的，并且是第一次添加元素
此时elemData指向 DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA
数组容量应该定为DEFAULT_CAPACITY

其他情况，数组容量一律定位指定的容量(size+1)

    private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);}return minCapacity;}

判断该不该扩容
如果经上述计算操作决定的数组容量 <= 现有数组的容量，不扩容
否则，扩容

private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {modCount++;// overflow-conscious codeif (minCapacity - elementData.length > 0)grow(minCapacity);}

扩容多少呢
经过上面操作决定的数组容量(minCapacity) < 现有数组容量(oldCapacity)的3/2，新数组的容量就是 oldCapacity的3/2
如果minCapacity >= oldCapacity的3/2，新数组的容量就是minCapacity

private void grow(int minCapacity) {// overflow-conscious codeint oldCapacity = elementData.length;int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);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);}

重现ArrayList的扩容机制

public class MyArraysList<T> {private int DEFAULT_CAPACITY = 10;private int[] EMPTY_ELEMDATA = {};private int[] DEFAULT_CAPACITY_EMPTY_ELEMDATA = {};private int[] elemData;private int size;// 构造方法public MyArraysList(){elemData = DEFAULT_CAPACITY_EMPTY_ELEMDATA;}public MyArraysList(int initialCapacity){if(initialCapacity < 0){return;}if(initialCapacity == 0){elemData = EMPTY_ELEMDATA;}elemData = new int[initialCapacity];}// 添加元素public void add(int t){ensureCapacityInternal(size + 1);elemData[size++] = t;}// 指定位置添加元素public void add(int index, int t) {if (index > size || index < 0) {throw new IndexOutOfBoundsException();}ensureCapacityInternal(size + 1);int moveLength = size - index;System.arraycopy(elemData, index, elemData, index + 1, moveLength);elemData[index] = t;size++;}// 添加一个集合public void addAll(int index, Collection<? extends T> c){if(index > size || index < 0){throw new IndexOutOfBoundsException();}Object[] newArray = c.toArray();int len = newArray.length;ensureCapacityInternal(size + len);int moveLength = size - index;System.arraycopy(elemData, index, elemData, index + len, moveLength);System.arraycopy(newArray, 0, elemData, index, len);}public void ensureCapacityInternal(int newCapacity){// 计算需要的数组容量if(elemData == DEFAULT_CAPACITY_EMPTY_ELEMDATA){newCapacity = DEFAULT_CAPACITY;}// 扩容ensureExplicitCapacity(newCapacity);}public void ensureExplicitCapacity(int newCapacity){// 需不需要扩容if(newCapacity > elemData.length){// 扩容多大int oldCapacity = elemData.length + (elemData.length >> 1);if(newCapacity < oldCapacity){newCapacity = oldCapacity;}elemData = Arrays.copyOf(elemData, newCapacity);}}@Overridepublic String toString() {return "MyArraysList{" +"elemData=" + Arrays.toString(elemData) +'}';}
}

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