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Java集合擴容策略詳解

發布時間:2024-09-28 16:30:25 來源:億速云 閱讀:82 作者:小樊 欄目:編程語言

Java集合框架中的集合類(如ArrayList、LinkedList、HashSet等)會根據需要自動調整其大小,這種調整過程稱為擴容。當集合中的元素數量超過當前容量時,集合會進行擴容操作。不同的集合類有不同的擴容策略,但它們的基本原理是相似的。下面詳細介紹Java集合的擴容策略。

  1. ArrayList擴容策略

    • ArrayList是基于數組實現的動態數組,其默認初始容量為16。
    • 當向ArrayList中添加元素時,如果其當前容量不足以容納新元素,ArrayList會進行擴容操作。
    • ArrayList的擴容策略是將其容量增加到原來的1.5倍加2。即,新的容量 newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1) + 2。這里的 >> 是右移操作符,相當于除以2。
    • 擴容后,ArrayList會創建一個新的數組,并將原數組中的元素復制到新數組中。
  2. LinkedList擴容策略

    • LinkedList是基于雙向鏈表實現的,其內部使用一個雙向鏈表來存儲元素,因此不存在擴容問題。
    • 當需要添加元素時,LinkedList會在鏈表的末尾添加新節點。如果鏈表長度超過特定閾值(默認為8),LinkedList會創建一個新的鏈表,并將原鏈表中的所有節點復制到新鏈表中。這個閾值是LinkedList內部的一個優化策略,用于減少鏈表節點的復制操作。
  3. HashSet擴容策略

    • HashSet是基于哈希表實現的,其默認初始容量為16。
    • 當向HashSet中添加元素時,如果其當前容量不足以容納新元素(即哈希沖突導致新元素需要被存儲在一個已有的桶中),HashSet會進行擴容操作。
    • HashSet的擴容策略與ArrayList類似,也是將其容量增加到原來的1.5倍加2。即,新的容量 newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1) + 2
    • 擴容后,HashSet會創建一個新的哈希表,并將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,雖然上述集合類在擴容時會增加其容量,但在實際應用中,我們很少需要直接關心集合的容量大小。集合類提供了方便的方法(如 ArrayList.ensureExplicitCapacity(int minCapacity)HashSet.ensureCapacity(int minCapacity))來設置集合的最小容量,從而在一定程度上控制擴容行為。然而,在大多數情況下,讓集合自動管理其容量是最佳實踐。

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