Question

我理解容量是ArrayList中可能包含或不包含引用对象的值的元素或可用空间的数量。我试图更多地了解容量的概念。

所以我有三个问题：

1）从内存的角度来定义容量代表的哪些好方法是什么？

...分配给ArrayList的（连续？）内存？

...... ArrayLists在（堆？）上的内存占用？

2）如果上述情况属实，那么改变容量需要某种方式的内存管理开销？

3）任何人都有一个例子，其中＃2是或可能是一个性能问题？可能还有大量的大型ArrayLists不断调整其容量？

Answer 1

该类称为ArrayList，因为它基于数组。容量是数组的大小，需要一块连续的堆内存。但请注意，数组本身仅包含元素的引用，这些元素是堆上的单独对象。
增加容量需要分配一个新的更大的数组，并将旧数组中的所有引用复制到新数组，之后旧数组才有资格进行垃圾回收。
您已经引用了可能令人担忧的主要案例。在实践中，我从未见过它实际上成为一个问题，因为元素对象通常比列表占用更多的内存（可能还有CPU时间）。

Answer 2

ArrayList的实现方式如下：

class ArrayList {
  private Object[] elements;
}

容量是该数组的大小。

现在，如果您的容量为10，并且您要添加第11个元素，则ArrayList将执行此操作：

Object[] newElements = new Object[capacity * 1.5];
System.arraycopy(this.elements, newElements);
this.elements = newElements;

因此，如果你从一个小容量开始，ArrayList将最终创建一堆数组并在你不断添加元素时为你复制东西，这是不好的。

另一方面，如果您指定容量1,000,000并且只向ArrayList添加3个元素，那也有点不好。

经验法则：如果您知道容量，请指定它。如果您不确定但知道上限，请指定。如果您不确定，请使用默认值。

Answer 3

容量就像你描述的那样 - 分配给ArrayList以存储值的连续内存。 ArrayList将所有值存储在数组中，并自动为您调整数组大小。这在调整大小时会导致内存管理开销。

如果我没记错的话，当你尝试添加一个元素而不是容量时，Java会将ArrayList的后备阵列的大小从大小N增加到大小为2N + 2。我不知道当您使用insert方法（或类似方法）插入超出容量结束的特定位置时，或者是否允许这样做时，它会增加到什么大小。

这是一个帮助您思考其工作原理的示例。将| s之间的每个空格描绘为后备阵列中的单元格：

| | |

size = 0（不包含元素），capacity = 2（可包含2个元素）。

|1| |

size = 1（包含1个元素），capacity = 2（可包含2个元素）。

|1|2|

size = 2，capacity = 2.添加另一个元素：

|1|2|3| | | |

尺寸增加1，容量增加到6（2 * 2 + 2）。对于大型数组而言，这可能是昂贵的，因为分配大的连续内存区域可能需要一些工作（而不是分配许多小块内存的LinkedList），因为JVM需要搜索适当的位置，并且可能需要要求操作系统获得更多内存。将大量值从一个地方复制到另一个地方也很昂贵，一旦找到这样的地区就会这样做。

我的经验法则是：如果您知道所需的容量，请使用ArrayList，因为只有一个分配，访问速度非常快。如果您不知道所需的容量，请使用LinkedList，因为添加新值总是需要相同的工作量，并且不涉及复制。

Answer 4

1）从内存角度定义容量代表的哪些好方法是什么？

...分配给ArrayList的（连续？）内存？

是的，ArrayList由数组备份，表示内部数组大小。

... ArrayLists在（堆？）上的内存占用？

是的，阵列容量越大，arraylist使用的占用空间越多。

2）如果上述情况属实，那么更改容量需要某种方式的内存管理开销？

是的。当列表变得足够大时，将分配更大的数组并复制内容。之前的数组可能会被丢弃并标记为垃圾回收。

3）任何人都有一个例子，其中＃2是或可能是性能问题？可能还有大量的大型ArrayLists不断调整其容量？

是的，如果您创建初始容量为1的ArrayList（例如），并且您的列表会超出该列表。如果您事先知道要存储的元素数量，则最好请求该大小的初始容量。

然而我认为这应该在您的优先级列表中较低，而阵列复制可能经常发生，它从Java的早期阶段开始优化，并且不应该成为一个问题。我认为最好是选择正确的算法。请记住：Premature optimization is the root of all evil

另请参阅：When to use LinkedList over ArrayList

如何在ArrayLists中定义容量的概念？

4 个答案: