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Java集合扩容策略详解

发布时间:2024-09-28 16:30:25 来源:亿速云 阅读:81 作者:小樊 栏目:编程语言

Java集合框架中的集合类(如ArrayList、LinkedList、HashSet等)会根据需要自动调整其大小,这种调整过程称为扩容。当集合中的元素数量超过当前容量时,集合会进行扩容操作。不同的集合类有不同的扩容策略,但它们的基本原理是相似的。下面详细介绍Java集合的扩容策略。

  1. ArrayList扩容策略

    • ArrayList是基于数组实现的动态数组,其默认初始容量为16。
    • 当向ArrayList中添加元素时,如果其当前容量不足以容纳新元素,ArrayList会进行扩容操作。
    • ArrayList的扩容策略是将其容量增加到原来的1.5倍加2。即,新的容量 newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1) + 2。这里的 >> 是右移操作符,相当于除以2。
    • 扩容后,ArrayList会创建一个新的数组,并将原数组中的元素复制到新数组中。
  2. LinkedList扩容策略

    • LinkedList是基于双向链表实现的,其内部使用一个双向链表来存储元素,因此不存在扩容问题。
    • 当需要添加元素时,LinkedList会在链表的末尾添加新节点。如果链表长度超过特定阈值(默认为8),LinkedList会创建一个新的链表,并将原链表中的所有节点复制到新链表中。这个阈值是LinkedList内部的一个优化策略,用于减少链表节点的复制操作。
  3. HashSet扩容策略

    • HashSet是基于哈希表实现的,其默认初始容量为16。
    • 当向HashSet中添加元素时,如果其当前容量不足以容纳新元素(即哈希冲突导致新元素需要被存储在一个已有的桶中),HashSet会进行扩容操作。
    • HashSet的扩容策略与ArrayList类似,也是将其容量增加到原来的1.5倍加2。即,新的容量 newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1) + 2
    • 扩容后,HashSet会创建一个新的哈希表,并将原哈希表中的所有元素重新哈希到新哈希表中。

需要注意的是,虽然上述集合类在扩容时会增加其容量,但在实际应用中,我们很少需要直接关心集合的容量大小。集合类提供了方便的方法(如 ArrayList.ensureExplicitCapacity(int minCapacity)HashSet.ensureCapacity(int minCapacity))来设置集合的最小容量,从而在一定程度上控制扩容行为。然而,在大多数情况下,让集合自动管理其容量是最佳实践。

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