Java ArrayList 如何动态扩容

在 Java 中，ArrayList 是一个动态数组，它可以根据需要自动扩容。当 ArrayList 的大小达到其当前容量时，它会自动扩容以容纳更多的元素。ArrayList 的默认容量是 10，但可以根据需要设置初始容量。

要了解 ArrayList 如何动态扩容，我们需要了解其内部实现。ArrayList 的主要实现类是 java.util.ArrayList，它的内部使用一个 Object 类型的数组 elementData 来存储元素。当 ArrayList 的大小达到其当前容量时，它会创建一个新的数组，其大小为当前容量的两倍，然后将所有现有元素复制到新数组中。

以下是 ArrayList 动态扩容的步骤：

1. 检查当前大小是否大于等于所需大小。如果是，则直接返回。
2. 计算新的容量。新的容量通常是当前容量的两倍。
3. 创建一个新的数组，其大小为新的容量。
4. 将所有现有元素从旧数组复制到新数组中。
5. 将数组引用指向新数组。

以下是 ArrayList 动态扩容的示例代码：

public void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
    modCount++;

    // overflow-conscious code
    if (minCapacity - elementData.length > 0)
        grow(minCapacity);
}

private void grow(int minCapacity) {
    // overflow-conscious code
    int oldCapacity = elementData.length;
    int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); // newCapacity = oldCapacity * 2

    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:
    elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}

在这个示例中，ensureExplicitCapacity 方法用于确保 ArrayList 的容量至少为给定的最小容量。grow 方法用于实际扩展 ArrayList 的容量。它首先计算新的容量，然后创建一个新的数组，并将现有元素复制到新数组中。最后，将数组引用指向新数组。