ArrayList无参构造函数为:

public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}

而DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA是一个空数组,即无参ArrayList创建时内部初始容量为0,

当向ArrayList中增加数据时,先检查elementData数组的大小,如果elementData数组已经无法在存放元素,需要进行扩容,具体的扩容方法为grow方法

public boolean add(E e) {
//检查elementData数组是否可以能够存放下一个元素,
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
} private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
//这种情况是无参构造方法创建的ArrayList,增加数据时elementData扩容为DEFAULT_CAPACITY(该值为10)大小的数组,
return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
return minCapacity;
} private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
} private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++; // overflow-conscious code
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}

grow方法实现如下,每次增加的容量为 原本容量的一半

private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
// minCapacity is usually close to size, so this is a win:
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}

测试程序如下:

private static void testArrayList() throws Exception {
List<String> list = new ArrayList<>();
Field field = ArrayList.class.getDeclaredField("elementData");
field.setAccessible(true);
for (int i = 0; i < 100; i++) {
Object[] data = (Object[]) field.get(list);
int before = data.length;
list.add(String.valueOf(i));
data = (Object[]) field.get(list);
int after = data.length;
if (before != after) {
System.out.println(String.format("增加第%s个元素时进行了扩容,原来内部数组大小为:%s,扩容后为:%s", i + 1, before, after));
}
}
}

测试结果如下:

增加第1个元素时进行了扩容,原来内部数组大小为:0,扩容后为:10
增加第11个元素时进行了扩容,原来内部数组大小为:10,扩容后为:15
增加第16个元素时进行了扩容,原来内部数组大小为:15,扩容后为:22
增加第23个元素时进行了扩容,原来内部数组大小为:22,扩容后为:33
增加第34个元素时进行了扩容,原来内部数组大小为:33,扩容后为:49
增加第50个元素时进行了扩容,原来内部数组大小为:49,扩容后为:73
增加第74个元素时进行了扩容,原来内部数组大小为:73,扩容后为:109

如果将ArrayList初始容量设置为5,即List<String> list = new ArrayList<>(5);

测试结果如下:

增加第6个元素时进行了扩容,原来内部数组大小为:5,扩容后为:7
增加第8个元素时进行了扩容,原来内部数组大小为:7,扩容后为:10
增加第11个元素时进行了扩容,原来内部数组大小为:10,扩容后为:15
增加第16个元素时进行了扩容,原来内部数组大小为:15,扩容后为:22
增加第23个元素时进行了扩容,原来内部数组大小为:22,扩容后为:33
增加第34个元素时进行了扩容,原来内部数组大小为:33,扩容后为:49
增加第50个元素时进行了扩容,原来内部数组大小为:49,扩容后为:73
增加第74个元素时进行了扩容,原来内部数组大小为:73,扩容后为:109

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