ArrayList初始化与扩容机制解析

"ArrayList在Java中的使用和特性分析" ArrayList是一种常用的动态数组，它在Java集合框架中扮演着重要角色。下面将详细讨论ArrayList在初始化、容量管理、扩容策略、线程安全性和异常处理等方面的知识点。 ### 1、初始化与容量设定 - ArrayList在初始化时，如果没有指定容量，会默认创建一个大小为10的Object数组。这是因为默认的构造函数`ArrayList()`会设置初始容量为10。 - 初始化时通过指定容量`ArrayList<>(int initialCapacity)`可以避免不必要的扩容操作，提高性能。例如，若预计要存储20个元素，`new ArrayList<>(20)`将创建一个初始容量为20的ArrayList，减少后续扩容带来的开销。 - 需要注意，预设容量过大虽能减少扩容，但也会浪费内存，因此应根据实际需求合理设定。 ### 2、扩容策略 - ArrayList的扩容策略是在当前元素数量达到数组容量的75%时进行。例如，初始容量为10的ArrayList，当添加第8个元素时，会触发扩容。 - 扩容时，新数组的大小通常是旧数组的1.5倍。这意味着，如果初始容量是10，第一次扩容后容量将变为15；如果初始容量是20，扩容后将变为30。这种策略在保持性能的同时，避免了频繁的数组复制。 ### 3、线程安全性 - ArrayList不是线程安全的。在多线程环境下，多个线程同时对ArrayList进行增删改查操作可能导致数据不一致或抛出`ConcurrentModificationException`。 - 若要在多线程中使用ArrayList，可以考虑使用`Collections.synchronizedList(List<T> list)`将ArrayList转换为线程安全的列表，但这只保证了基本的同步，不保证迭代时的安全性。或者可以使用线程安全的`CopyOnWriteArrayList`，它在读多写少的场景下性能较好。 ### 4、数据操作异常 - 在for循环遍历ArrayList时删除元素可能会导致`ConcurrentModificationException`。这是因为在迭代器内部，删除操作会修改列表结构，而标准for-each循环依赖于迭代器，这二者间的不匹配引发了异常。 - 要安全地删除元素，可以使用迭代器的`remove()`方法，或者使用`ListIterator`，它允许在遍历过程中添加和删除元素。 ### 5、规避异常的策略 - 为了避免在遍历过程中删除元素导致的异常，可以使用`Iterator`进行迭代，如： ```java Iterator<String> iterator = list.iterator(); while (iterator.hasNext()) { if (/* some condition */) { iterator.remove(); } } ``` - 或者，可以先将要删除的元素存储在一个临时列表中，遍历完成后一次性删除，如： ```java List<String> toRemove = new ArrayList<>(); for (String element : list) { if (/* some condition */) { toRemove.add(element); } } list.removeAll(toRemove); ``` 了解ArrayList的这些特性和注意事项有助于编写更高效、稳定的Java代码。在实际应用中，应根据具体场景选择合适的容器类型，并注意线程安全和异常处理问题。