奇怪为什么ArrayList初始化容量大小为10？.docx

背景看ArrayList源码时，无意中看到ArrayList的初始化容量大小为10,这就奇怪了！ 我们都知道ArrayList和HashM叩底层都是基于数组的，但为什么ArrayList不 像用HashMap那样用16作为初始容量大小，而是采用10呢？于是各方查找资料，求证了这个问题，这篇文章就给大家讲讲。为什么HashMap的初始化容量为16?在聊ArrayList的初始化容量时，要先来回顾一下HashMap的初始化容量。这里 以Java 8源码为例，HashMap中的相关因素有两个：初始化容量及装载因子：/为为* The default initial capacity - MUST be a power of two./static Mt DEFAULT_INEAL_CAPACITY = 1 « 4; / aka 16/兴兴* The load factor used wke八 八。八e specified in coistriACtor./static filial float DEFAULTLLOAD_FA6TOR = 0.75在HashM叩当中，数组的默认初始化容量为16,当数据填充到默认容量的0.75 时，就会进行2倍扩容。当然，使用者也可以在初始化时传入指定大小。但需要 注意的是，最好是2的n次方的数值，如果未设置为2的n次方，HashMap也 会将其转化，反而多了一步操作。关于HashM叩的实现原理的内容，这里就不再赘述，网络上已经有太多文章讲 这个了。有一点我们需要知道的是HashM叩计算Key值坐标的算法，也就是通 过对Key值进行Hash,进而映射到数组中的坐标。此时，保证HashM叩的容量是2的n次方，那么在hash运算时就可以采用位 运行直接对内存进行操作，无需转换成十进制，效率会更高。通常，可以认为，HashM叩之所以采用2的n次方，同时默认值为16,有以下 方面的考量： 减少hash碰撞； 提高M叩查询效率； 分配过小防止频繁扩容； 分配过大浪费资源；总之，HashM叩之所以采用16作为默认值，是为了减少hash碰撞，同时提升 效率。ArrayList的初始化容量是10吗？下面，先来确认一下ArrayList的初始化容量是不是10,然后在讨论为什么是这 个值。先来看看Java 8中，ArrayList初始化容量的源码：/次为* Default initial capacity./private static filial Mt DEFAUL匚CAPACITY =工。；很明显，默认的容器初始化值为10。而且从JDK1.2到JDK1.6,这个值也始终都 为10。从JDK1.7开始，在初始化ArrayList的时候，默认值初始化为空数组:* Scared CMptg array ihstance used for default sized CMptg instances. Wedisti八guish this froEMPTY_ELEMENTDATA to khow how ck to inflate when * first elekvxeiat is added.Vprivate static filial Object DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEM ENTDATA = ;/米兴* Constructs av CMptg list with a八 initial capacity of ten.Vpublic ArrayList() t.eleieiatData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;)此处肯定有朋友说，Java 8中ArrayList默认初始化大小为0,不是10。而且还会发现构造方法上的注释有一些奇怪:构造一个初始容量10的空列表。什么鬼？ 明明是空的啊！保存疑问，先来看一下ArrayList的add方法：public boolean add(E c) 。八snYeCapacitgl八tCHna(size + 1); / /八crenAC八ts kodCo"八七e/ei/we 八 tDa "sizc+J = e;return true;在add方法中调用了 ensureCapacitylnternal方法，进入该方法一开始是一个空容器所以size=O传入的wxhCapacitg二工:private void eiAreCapacitylitemal(iiat iiCapacity eiAreExplicitCapacitcalciAlateCapacity(eleieitData, iiincapacity);上述方法中先通过calculateCapacity来计算容量：private static iit calc(AlateCapacity(Object elekvxetData, int Mi八Capacitg) if (eleeata = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) return MatKiax(DEFAULT_CA.PAClTYJ i<viCapacity;)return MhCapacitg;)会发现m心C叩配的被重新赋值为10 ( DEFAULT_CAPACITY=1O),传入 eisiAireExplicitCapacitLjiiCapacity'J MhCapacitg二工。, 下面是方法体：private void。八siAreExp(icitCapacitg(i八七 minCapacitg) haoWCon 八t+;/ overflow-coiscioiAS codeif (iiiaCapacity - eleMeitPata.length > O) grow(Mi 八 Cqpac/'tg);)private void grow(iit mSCapacitg) / overflow -co八scions codeiit oldCapacity = eleieitlata.length;/kt iewCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);if (iewCapacity - Mi八Capacity < O)MwCapacity = mi八 Capacity;if (MwCapacity - MAX.ARRAY.S/ZE > O)MwCapacity = h(AgeCapacitg(Mi 八 Capacitg);/ iiiCapacity is usually close to size, s。this is a win:eleieintData = Arrays.copyOf(eleetData, inewCapacity);上述代码中grow方法是用来处理扩容的，将容量扩容为原来的1.5倍。了解上面的处理流程，我们会发现，本质上ArrayList的初始化容量还是10,只不过使用懒加载而已，这是Java 8为了节省内存而进行的优化而已。所以，自始至终，ArrayList的初始化容量都是100这里再多提一卜懒加载的好处，当有成千上万的ArrayList存在程序当中，10个 对象的默认大小意味着在创立时为底层数组分配10个指针(40或80字节)并 用空值填充它们，一个空数组(用空值填充)占用大量内存。如果能够延迟初始 化数组，那么就能够节省大量的内存空间。Java 8的改动就是出于上述目的。为什么ArrayList的初始化容量为10?最后，我们来探讨一下为什么ArrayList的初始化容量为10。其实，可以说没有 为什么，就是"感觉"10挺好的，不大不小，刚刚好，眼缘！首先，在讨论HashM叩的时候，我们说到HashMap之所以选择2的n次方， 更多的是考虑到hash算法的性能与碰撞等问题。这个问题对于ArrayList的来说 并不存在。ArrayList只是一个简单的增长阵列，不用考虑算法层面的优化。只要 超过一定的值，进行增长即可。所以，理论上来讲ArrayList的容量是任何正值 即可。ArrayList的文档中并没有说明为什么选择10,但很大的可能是出于性能损失与 空间损失之间的最正确匹配考量。10,不是很大，也不是很小，不会浪费太多的内 存空间，也不会折损太多性能。如果非要问当初到底为什么选择10,可能只有问问这段代码的作者"Josh Bloch" 了吧。如果你仔细观察，还会发现一些其他有意思的初始化容量数字：ArrayList与Vector初始化容量一样，为10； HashSet、HashMap初始化容量一 样，为16；而HashTable独独使用11,又是一个很有意思的问题。小结有很多问题是没有明确原因、明确的答案的。就好像一个女孩儿对你没感觉，可 能是因为你不够好，也可能是她已经爱上别人了，但也有很大可能你是不会知道 答案。但在寻找原因和答案的过程中，还是能够学到很多，成长很多的。没有对 比就没有伤害，比方HashMap与ArrayList的比照，没有比照就不知道是否适合, 还比方HashMap与ArrayList。当然，你还可以试试特立独行的HashTable,或 许适合你呢。