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动态数组怎么实现的java

畫卷琴夢

发布： 2024-10-30 09:54:35

原创

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动态数组在 Java 中通过 ArrayList 类实现，具有以下特点：可变大小，可根据需要自动调整。动态增长，到达容量后会自动增加大小。可存储任意类型对象。内部使用底层数组存储元素，并通过 add()、remove()、set() 方法动态改变大小。

动态数组怎么实现的java

动态数组在 Java 中的实现

动态数组是一种数据结构，允许在运行时更改其大小。它不同于传统的数组，后者的大小在分配后是固定的。Java 中的动态数组使用 ArrayList 类来实现。

特点：

可变大小：ArrayList 可以在需要时自动调整其大小。
动态增长：当数组达到其容量时，它会自动增加其大小。
对象类型：ArrayList 可以存储任何类型的对象，包括基本数据类型和自定义类。

实现：

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ArrayList 类内部使用一个底层数组来存储元素。当数组达到其容量时，它会创建一个新的、容量更大的数组，并将元素从旧数组复制到新数组中。

在 Java 中，ArrayList 类提供以下方法来实现动态增长：

add()：向数组末尾添加一个元素。
remove()：从数组中删除一个元素。
set()：修改数组中特定索引处的元素。

工作原理：

当您向 ArrayList 中添加元素时，它首先检查底层数组的容量是否足够。如果容量不足，它会创建一个新的、容量更大的数组，并复制旧元素。

public boolean add(E e) {
  ensureCapacityInternal(minCapacity);
  elementData[size++] = e;
  return true;
}

private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
  if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
    elementData = newE();
  } else if (size == elementData.length) {
    int newCapacity = elementData.length * 3/2 + 1;
    if (newCapacity - minCapacity <= 0) {
      newCapacity = minCapacity;
    }
    elementData = copyOf(elementData, newCapacity);
  }
}

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当您从 ArrayList 中删除元素时，它会在底层数组中留下一个空槽。为了优化空间利用，ArrayList 会在执行后续操作之前压缩数组以移除空槽。

public E remove(int index) {
  rangeCheck(index);

  modCount++;
  E oldValue = elementData(index);

  int numMoved = size - index - 1;
  if (numMoved > 0) {
    System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                     numMoved);
  }
  elementData[--size] = null;

  return oldValue;
}

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结论：

ArrayList 类通过动态调整其底层数组的大小来实现动态数组。它提供了几种方法来添加、删除和修改元素，同时保持内存使用效率。ArrayList 是 Java 中最常用的动态数组之一，广泛用于各种应用程序中。

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