Java中的有序集合(如TreeSet
或SortedSet
接口的实现)通常基于红黑树(Red-Black Tree)数据结构。当你向这些集合中添加元素时,如果集合的大小超过了其当前容量与负载因子(load factor)的乘积,集合就会进行扩容。以下是Java有序集合扩容机制的详细步骤:
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确定阈值:
- 集合的容量(capacity)是元素数组的大小。
- 负载因子(load factor)是一个浮点数,用于衡量集合的充满程度。默认值通常是0.75,但可以根据需要进行调整。
- 扩容阈值(threshold)是容量与负载因子的乘积。当集合的大小超过这个阈值时,就会触发扩容操作。
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计算新容量:
- 在扩容时,新的容量通常会是旧容量的一个固定倍数(如2倍)。这是为了确保有足够的空间来存储更多的元素,同时减少未来频繁的扩容操作。
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创建新数组:
- 根据计算出的新容量,创建一个新的数组来存储集合的元素。
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重新分配元素:
- 将旧数组中的元素复制到新数组中。在这个过程中,元素的相对顺序(即排序)得以保持。
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更新集合:
- 更新集合的容量为新数组的大小,并将集合的底层数组引用指向新数组。
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调整红黑树结构(如果需要):
- 由于红黑树是一种自平衡的二叉搜索树,因此在扩容后,可能需要对新数组中的元素进行重新排列,以确保树的性质得到维护。这通常涉及旋转操作,以保持树的平衡。
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通知监听器(如果实现了CollectionListener
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- 如果你的集合实现支持监听器,那么在扩容完成后,可能会触发一个事件来通知所有注册的监听器。
需要注意的是,Java中的TreeSet
和SortedSet
接口的实现类(如TreeMap
)在内部自动处理这些扩容细节。因此,作为开发者,你通常不需要直接关心这些操作。然而,了解这些机制有助于你更好地理解集合的行为和性能特征。