Java集合类——ArrayList(扩容机制)

news2024/11/9 10:34:00

线性表

线性表是n个相同类型元素有限序列,逻辑上连续物理上不一定是连续的,存储结构上分为顺序存储和链式存储,常见的线性表有:顺序表,链表,栈,队列……

ArrayList

数据结构

ArrayList(顺序表)是Java中的一个集合类,背后的数据结构是一个动态的数组,相比于一般的数组,ArrayList可以进行动态的增删改查(底层有一定的扩容机制),ArrayList内部将这些方法封装了起来以面向对象的方法供开发者使用

ArrayList的构造方法

ArrayList的构造方法有三种,如下:
在这里插入图片描述

  1. 无参构造
    无参构造底层会默认构造出一个长度为10的动态数组(但是这里必须是第一次add元素之后才会构造成功),下面我将用源码的方式给大家展开讲述;
    在这里插入图片描述
    我们可以发现当我们没有add元素的时候,底层只是给我们初始化了一个长度为0的默认数组,我们现在add一下之后再看一下源码
    在这里插入图片描述
    当我们add(1)之后,发现底层调用了grow方法让数组申请了10个空间,当顺序表满了之后也是调用grow方法给顺序表进行1.5倍扩容
  2. 第二种构造方法是利用Collection来构建ArrayList,需要满足两个条件:1.必须是继承与Collection接口 2.必须是泛型E本身或E的子类
    代码如下:
public class Test3 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>();
        arrayList.add(1);
        arrayList.add(2);
        arrayList.add(3);
        ArrayList<Integer> arrayList1 = new ArrayList<>(arrayList);
        LinkedList<Integer> linkedList = new LinkedList<>();
        LinkedList<String> linkedList1 = new LinkedList<>();
        ArrayList<Integer> arrayList2 = new ArrayList<>(linkedList);
        ArrayList<Integer> arrayList3 = new ArrayList<>(linkedList1);
    }
}

在这里插入图片描述
注意:
1.注释1和注释2中的arrayList和linkedList所对应的类都实现了Collection接口满足条件1,且传入的参数都是Integer类型符合条件2,故编译通过;
2.注释3处虽然linkedlist1所对应的类实现了Collection接口但是传入的是String类型的参数不符合条件2,故编译失败。

  1. 第三种构造方法是指定容量的构造方法,在构造时制定了顺序表的空间大小

总结
1.检测是否真正需要扩容,如果是调用grow准备扩容;
2.预估需要库容的大小;
初步预估按照1.5倍大小扩容
如果用户所需大小超过预估1.5倍大小,则按照用户所需大小扩容
真正扩容之前检测是否能扩容成功,防止太大导致扩容失败
3.使用copyOf进行扩容。

遍历

**遍历ArrayList的方式有三种:1.for循环 2.foreach 3.迭代器遍历
分别针对这三种方法写个代码如下:

import java.util.Iterator;

public class Test3 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>();
        //arrayList中进行插入元素
        arrayList.add(1);
        arrayList.add(2);
        arrayList.add(3);
        arrayList.add(4);
        //for循环遍历
        for (int i = 0; i < arrayList.size(); i++) {
            System.out.print(arrayList.get(i) + " ");
        }
        System.out.println();
        
        //foreach遍历
        //这里涉及到了自动拆包
        for (int x: arrayList) {
            System.out.print(x + " ");
        }
        System.out.println();

        //迭代器遍历
        Iterator it = arrayList.iterator();//new一个迭代器对象
        while (it.hasNext()) {
            System.out.print(it.next() + " ");
        }
        System.out.println();
    }
}

在这里插入图片描述
以上就是三种遍历ArrayList集合的三种方式,需要注意的是:用迭代器进行遍历的时候需要满足该集合类实现了Iterator接口。

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