首先我们要明白java中的集合Collection,List,ArrayList之间的关系:
ArrayList是具体的实现类,实现了List接口
List是接口,继承了Collection接口
List继承了Collection接口 但是List是可以重复的并且有序的集合 Collection是不可重复且无序的
这里我们先讲一下List集合:
List接口不能被构造 也就是我们说的不能创建实例对象 但是我们可以像下面那样为List接口创建一个指向自己的对象引用 而ArrayList实现类的实例对象就在这充当了这个指向List接口的对象引用 这也是多态的一种:
Listlist = new ArrayList ();
那么现在问题来了
为什么要用 List list = new ArrayList() 而不用 ArrayList alist = new ArrayList()呢?
问题就在于List接口有多个实现类 现在你用的是ArrayList 也许哪一天你需要换成其它的实现类 如 LinkedList或者Vector等等 这时你只要改变这一行就行了:
List list = new LinkedList(); 其它使用了list地方的代码根本不需要改动
假设你开始用ArrayList alist = new ArrayList() 那需要改的地方就很多了 特别是如果你使用了ArrayList实现类特有的方法和属性。
这样的好处也是为了代码的可维护性 可复用性 可扩展性以及灵活性 再者就是这符合了里氏代换原则和开闭原则
言归正传 我们下面说一下 集合的长度为什么是不固定的
我们知道集合的底层其实也是用数组实现的 那么为什么定义集合的时候 是不需要给出size的 而数组在定义的时候就需要给出长度?
首先我们分析一下ArrayList的无参构造方法:
/** * Constructs an empty list with an initial capacity of ten. */ public ArrayList() { super(); this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA; } /** * Default initial capacity. */ private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10; /** * Shared empty array instance used for empty instances. */ private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {}; /** * The array buffer into which the elements of the ArrayList are stored. * The capacity of the ArrayList is the length of this array buffer. Any * empty ArrayList with elementData == EMPTY_ELEMENTDATA will be expanded to * DEFAULT_CAPACITY when the first element is added. */ private transient Object[] elementData; 我们发现无参的构造方法里面 this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA; 相当于给集合了一个空的数组 而且上面代码紫色部分说在第一次给集合添加元素的时候 会把 DEFAULT_CAPACITY 也就是10设置成数组长度
那么我们通过ArrayList中的add方法看一看是否是这样子:
/** * The size of the ArrayList (the number of elements it contains). * * @serial */ private int size; /** * Appends the specified element to the end of this list. * * @param e element to be appended to this list * @return true (as specified by { @link Collection#add}) */ public boolean add(E e) { ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!! elementData[size++] = e; return true; } private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) { //这里elementData==EMPTY_ELEMENTDATA 也就是上面无参构造方法里的的赋值, 所以这里的判断可以理解为是否是第一次添加元素时调用此方法 if (elementData == EMPTY_ELEMENTDATA) { //如果是第一次添加元素 minCapacity应该为0+1 所以这里把DEFAULT_CAPACITY也就是10赋值给minCapacity minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity); } ensureExplicitCapacity(minCapacity); } private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) { modCount++; // overflow-conscious code //这里判断新添加一个元素以后 长度是否大于当前数组 如果大于则给数组扩容 //如果是第一次添加元素 肯定是true 然后把10传到grow方法中去 if (minCapacity - elementData.length > 0) grow(minCapacity); } /** * Increases the capacity to ensure that it can hold at least the * number of elements specified by the minimum capacity argument. * * @param minCapacity the desired minimum capacity */ private void grow(int minCapacity) { // overflow-conscious code int oldCapacity = elementData.length; //这里是给扩容后的数组定义的长度 int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); //如果是第一次添加元素 new肯定是小于min的 所以把10赋给newCapacity 用来创建长度为10的新数组 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: //把原来的数组copy到新数组中 如果是第一次add 则创建了一个长度为10的数组 elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); } private static int hugeCapacity(int minCapacity) { if (minCapacity < 0) // overflow throw new OutOfMemoryError(); return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ? Integer.MAX_VALUE : MAX_ARRAY_SIZE; } 通过上面的代码 我们可以发现:
在第一次给集合添加元素的时候 的确会通过add方法及方法内调用的其他方法 创建一个长度为10的数组
并且以后每次add的时候 都会先判断一下 size+1是否超过了数组的长度 如果超过了长度就重新定义一个长度 int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);的数组 然后把旧数组复制到新创建的数组中返回
解释一下 int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); (oldCapacity >> 1)的意思是oldCapacity转换成2进制然后右移一位 也就是oldCapacity /2
综上所述 第一次给集合添加元素的时候 集合中数组的长度会被设置成10 每次数组元素满了以后 重新给数组设置的长度为 原数组长度+(原数组长度/2) (这里跟C#不同,C#中是初始长度为4 新数组长度=原数组长度*2)