java面试题-ArrayList的自动扩容过程

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看完后试着用自己的话复述出来。有问题请指出，有需要帮助理解的或者遇到的真实面试题不知道怎么总结的也请评论中写出来，大家一起解决。

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面试官：请你讲一下ArrayList 自动扩容的过程？

回答：

1、首先，ArrayList的底层是数组结构，所以在初始化的时候会给它一个初始大小10。当然也可以在构建的时候通过构建器指定他的大小或者通过size()方法设置大小。

ArrayList<String> list = new ArrayList<>(); // 默认初始容量为10
ArrayList<String> listWithCapacity = new ArrayList<>(20); // 指定初始容量为20

2、每次新增都会判断空间是否足够使用，如果足够，则直接存入，如果不够则进行自动扩容。

具体分为三步：

• 首先会创建一个新的数组，这个数组的长度是原来数组长度的1.5倍，也就是如果初始大小是10，这个新的数组大小就是15。
• 新数组创建完成后，就会使用Arrays.copyOf()方法将原来数组的内容拷贝到新数组中。
• 最后,会将数组内部的引用指向新的数组，这样新加的数据就会到新的数组里面。并且原来的数组没有了引用，就会进入回收。

3、这是属于一般的list.add()方法的扩容，但是还存在一种批量添加list.addAll()。

比如：list1.size()=1且容量=10，list2.size()=15 操作：list1.addAll(list2)

此时list1会进行判断容量是否足够支持所有的数据加进来。如果够，则直接进行添加，如果不够，容量就会变成(list1.size()+list2.size()+1)。回归到上面就是如果list1里面有一个数据，list2里面有15个数据。那么list1的容量最终会变成17。

上面就是所有的回答：下面是我写的一个demo。可以运行试一下，测试数据，没有很严谨：

package com.luretec.log.config;

import org.apache.commons.collections.CollectionUtils;
import org.apache.commons.lang3.StringUtils;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class CapacityExample {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        ArrayList<String> list2 = new ArrayList<>();

        // 添加一些元素
        list.add("1");
        list.add("2");
        list.add("3");
        list.add("4");
        list.add("5");
        list.add("6");
        list.add("7");
        list.add("8");
        list.add("9");

        list2.addAll(list);

        so(list, null, null);
        so(list, "a", null);
        so(list, "b", null);
        so(list, "c", list2);
        so(list, "d", null);
        so(list, "e", null);
    }

    private static void so(ArrayList<String> list, String num, List<String> lista) {
        if (StringUtils.isNotEmpty(num)) {
            list.add(num);
        }
        if (CollectionUtils.isNotEmpty(lista)) {
            list.addAll(lista);
        }
        // 获取当前元素个数
        int size = list.size();
        // 获取当前容量（数组长度）
        int capacity = getArrayListCapacity(list);

        System.out.println("当前元素个数: " + size);
        System.out.println("当前容量: " + capacity);
    }

    // 获取 ArrayList 的容量
    private static int getArrayListCapacity(ArrayList<?> list) {
        try {
            java.lang.reflect.Field field = ArrayList.class.getDeclaredField("elementData");
            field.setAccessible(true);
            Object[] elementData = (Object[]) field.get(list);
            return elementData.length;
        } catch (NoSuchFieldException | IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
            return -1; // 获取失败
        }
    }
}