基礎知識

數組是具有相同類型的數據的集合，也就是說數組的所有元素的類型都是相同的，在所有的數據結構中，數組算是最常見也是最簡單的一種數據結構，我們最常見的也就是一維數組，當然還有二維，三維……，數組需要先聲明才能使用，數組的大小一旦確定就不可以在變了。比如我們聲明一個長度為10的數組

1int[]?array?=?new?int[10];

數組的下標是從0開始的，比如上面數組的第一個元素是array[0]，最后一個元素是array[9]。

我們還可以在聲明的時候直接對他進行初始化，比如

1int[]?array?=?new?int[]{1,?2,?3};

上面我們聲明了一個長度為3的數組。

源碼分析

操作數組的類我們常見的估計也就是ArrayList了，他對數組的操作非常簡單，所有的數據都會存放到這個數組中

1transient?Object[]?elementData;

我們來看一下他常見的幾個方法，首先是get方法

1public?E?get(int?index)?{2????if?(index?>=?size)3????????throw?new?IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));45????return?(E)?elementData[index];6}

首先判斷是否越界，如果越界直接拋異常，否則就根據他的下標從數組中直接返回，在看一下他的set方法

1public?E?set(int?index,?E?element)?{2????if?(index?>=?size)3????????throw?new?IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));45????E?oldValue?=?(E)?elementData[index];6????elementData[index]?=?element;7????return?oldValue;8}

和get方法一樣，也是先判斷是否越界，然后再操作，代碼比較簡單，我們再來看一個add方法

1public?void?add(int?index,?E?element)?{ 2????if?(index?>?size?||?index?0)
3????????throw?new?IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
4
5????ensureCapacityInternal(size?+?1);??//?Increments?modCount!!
6????System.arraycopy(elementData,?index,?elementData,?index?+?1,
7?????????????????????size?-?index);
8????elementData[index]?=?element;
9????size++;
10}

這里也是先判斷是否越界，然后再判斷是否需要擴容，最后在操作，接著我們來看一下ensureCapacityInternal方法

1private?void?ensureCapacityInternal(int?minCapacity)?{ 2????if?(elementData?==?DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA)?{ 3????????minCapacity?=?Math.max(DEFAULT_CAPACITY,?minCapacity); 4????} 5 6????ensureExplicitCapacity(minCapacity); 7} 8 9private?void?ensureExplicitCapacity(int?minCapacity)?{10????modCount++;1112????//?overflow-conscious?code13????if?(minCapacity?-?elementData.length?>?0)14????????grow(minCapacity);15}

他的默認初始化大小是10

1private?static?final?int?DEFAULT_CAPACITY?=?10;

上面代碼第13行，如果我們需要的空間大于數組長度的時候，說明數組不夠用了，要進行擴容，就會執行下面的grow方法，我們來看一下grow方法的代碼

1private?void?grow(int?minCapacity)?{ 2????//?overflow-conscious?code 3????int?oldCapacity?=?elementData.length; 4????int?newCapacity?=?oldCapacity?+?(oldCapacity?>>?1); 5????if?(newCapacity?-?minCapacity?0)
6????????newCapacity?=?minCapacity;
7????if?(newCapacity?-?MAX_ARRAY_SIZE?>?0)
8????????newCapacity?=?hugeCapacity(minCapacity);
9????//?minCapacity?is?usually?close?to?size,?so?this?is?a?win:
10????elementData?=?Arrays.copyOf(elementData,?newCapacity);
11}

代碼也比較簡單，擴容的時候在第4行還會增加一半的大小，比如原來數組大小是10，第一次擴容后會是15。在ArrayList中無論使用add還是remove都會使用這樣一個方法

1????????System.arraycopy(elementData,?index+1,?elementData,?index,
2?????????????????????????numMoved);

這說明對數組的查找是比較方便的，但對數組的增刪就沒那么方便了，因為數組是一塊連續的內存空間，如果在前面增加和刪除，都會導致后面元素位置的變動。

ArraList是線程不安全，如果使用線程安全的可以用Vector，還有一個線程安全的類

CopyOnWriteArrayList，他只在add和remove的時候，也就是修改數據的時候會先synchronized，在get的時候沒有，我們來看一下代碼

1private?E?get(Object[]?a,?int?index)?{
2????return?(E)?a[index];
3}

我們再來看一下他的add方法

1public?boolean?add(E?e)?{
2????synchronized?(lock)?{
3????????Object[]?elements?=?getArray();
4????????int?len?=?elements.length;
5????????Object[]?newElements?=?Arrays.copyOf(elements,?len?+?1);
6????????newElements[len]?=?e;
7????????setArray(newElements);
8????????return?true;
9????}
10}

他不像ArrayList每次擴容的時候，size都會增加一半，他是每次add一個元素的時候size只會加1，同理remove的時候size只會減1。

后話

常見的數據結構種類也不是很多，比如，數組，鏈表，隊列，棧，樹，圖，等，還有數組和鏈表結合的，比如HashMap。但每一種又會有很多的分類，比如鏈表有單向的，雙向的，環形的，隊列又有一般的隊列和雙端隊列，樹又分為二叉樹，AVL樹，紅黑樹，B+樹，2-3樹，哈夫曼樹，字典樹等等。如果細分下去，還是比較多的，今天講的數組是最簡單的一種數據結構，基本上也沒什么可說的，剩下的那些數據結構后續都會一一分析。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的扩容是元素还是数组_348，数据结构1,数组的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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