数组列表的容量和数组大小之间的区别

Question

我在核心Java一书中读到了下面的片段。

将数组列表分配为新的ArrayList<'Employee>(100)//容量为100

与分配新数组不同，因为new Employee[100]//大小为100

数组列表的容量和数组的大小之间有一个重要的区别。如果分配一个数组有100个条目，那么该数组就有100个插槽，可以使用。一个容量为100个元素的数组列表有可能容纳100个元素（事实上，以额外重新分配为代价，容纳超过100个元素）；但在开始时，甚至在它的初始构造之后，数组列表根本不包含任何元素。

当我看到源代码数组列表时，构造函数创建了一个给定容量的对象数组，该对象数组可以容纳给定容量的元素（下面是代码片段）。

html" target="_blank">public ArrayList(int initialCapacity) {
     super();
     if (initialCapacity < 0)
         throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                            initialCapacity);
     this.elementData = new Object[initialCapacity];
 }

我无法弄清楚作者在上述文本中提到的实际区别。

Answer 1

ArrayList只是表示抽象列表的一种方法，ArrayList的容量是系统如何实现逻辑列表的实现细节。

ArrayList通过使用实际数组“隐藏”来存储列表的元素。数组在计算机内存中的实际实现在分配时有一定的大小；这个大小就是ArrayList的容量。ArrayList通过在固定长度数组之外存储列表的逻辑长度来模拟可变大小的列表。因此，如果您有一个容量为10的ArrayList包含4个逻辑元素，那么ArrayList可以表示为一个长度和一个数组

(4)e1 e2 e3 e4___________

其中（4）是列表的逻辑长度,“__”表示由于不是逻辑列表的一部分而被忽略的数据。如果您尝试访问这个ArrayList的第5个元素，它会抛出一个异常，因为它知道第5个元素还没有初始化。然后，如果我们在列表中附加一个额外的元素e5，则ArrayList变成

（5）e1 e2 e3 e4 e5_________

注意，容量没有改变，而逻辑长度改变了，因为基础数组仍然能够处理逻辑列表中的所有数据。

如果您设法将十个以上的元素添加到此列表中，ArrayList将不会中断。ArrayList是一个抽象，目的是兼容所有数组操作。相反，当ArrayList的逻辑长度超过其原始容量时，ArrayList会更改其容量。如果我们将元素(a1,a2,...,a7)添加到上面的列表中，那么得到的ArrayList可能如下所示

(12)e1 e2 e3 e4 e5 a1 a2 a3 a4 a5 a6 A7_______________

可容纳20人。

一旦创建了ArrayList，就可以忽略接下来所有编程中的容量；逻辑不受影响。但是，系统在某些种类的操作下的性能会受到影响。例如，增加容量可能涉及分配更大的数组，将第一个数组复制到第二个数组中，然后执行操作。与对链表的相同操作相比，这可能相当慢。因此，明智的做法是将ArrayList的容量选择为大于或至少与实际运行时环境中预期的元素的实际数量相当。

Answer 2

如果使用arr=new employee[100]分配新数组，则该数组的大小(arr.lengty)将为100。它有100个元素。所有元素最初都是空的（因为这是一个对象引用的数组），但仍然有100个元素。

如果执行类似list=new ArrayList (100) 的操作，并尝试检查list.size()，将得到0。列表中没有元素。

在内部，arraylist确实在需要扩展其容量之前分配了足够的位置来放置100个项目，但这是一个内部实现细节，列表将其内容显示为“没有项目存储”。只有在实际执行list.add(something)时，列表中才会有项目。

因此，尽管列表预先分配了存储，但它与程序通信的API告诉您其中没有项。其内部数组中的空项对您不可用-您无法检索或更改它们。