实战8：容器的初始化大小指定

容器可以说是我们日常开发中，除了基本对象之外，使用最多的类了，那么平时在使用的时候，是否有主意到良好编程习惯的大佬，在创建容器的时候，一般会设置size；那么他们为什么要这么干呢？是出于什么进行考量的呢？

今天我们将针对最常见的List/Map/Set三种容器类型的初始化值选择，进行说明

1. 容器初始化

1.1. List

列表，在我们日常使用过程中，会接触到下面几个

• ArrayList: 最常见的数组列表
• LinkedList: 基于链表的列表
• CopyOnWriteArrayList: 线程安全的数组列表

接下来逐一进行说明

1.1.1 ArrayList

现在以ArrayList为例，进行源码分析，当我们不指定列表大小，直接创建时

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

上面是内部实现，其中elementData就是列表中存数据的数组，初始化为默认数组

当我们第一次添加一个元素时，发现数组为默认值，会触发一次数组扩容，新的数组大小为10 （详情看源码）

其次就是数组的库容机制，通过源码/网上分享知识点可以知道，这个扩容的实现如下

• 当新添加的元素，数组放不下时，实现扩容
• 扩容后的大小 = 扩容前大小 + max(添加元素个数, 1/2 * 扩容前大小)

基于上面的知识点，大致可以得出指定列表长度的好处

• 节省空间（用多少申请多少，避免浪费）
• 减少扩容带来的拷贝（扩容一次就会带来一次数组拷贝，如果已知列表很大，结果还使用默认的10，这会产生很多可避免的扩容开销）

1.1.2 LinkedList

基于链表的列表，不同于上面的数组列表，它没有提供指定大小的构造方法，why?

因为链表本身的数据结构的特点，它就像糖葫芦一样，一个串一个，有数据，才有接上的可能，因此不需要指定大小

1.1.3 CopyOnWriteArrayList

这个又非常有意思，它同样不能指定大小，但是原因与前面不同，主要在于它保证线程安全的实现方式

• 每次新增/修改(加锁，保证单线程访问)，都是在拷贝的数组操作；完成之后，用新的替换旧的

所以说，每次变更，都会存在数组拷贝，因此就没有必要提前指定数组大小

那么它的初始化每次都使用默认的么?

并不是这样的，当我们已知这个列表中的值时，推荐使用下面这种方式

List<String> values= Arrays.asList("12", "220", "123");
List<String> cList = new CopyOnWriteArrayList<>(values);

• 将初始化值，放在一个普通的列表中，然后利用普通列表来初始化CopyOnWriteArrayList

1.2.Map

常见的map容器使用，大多是下面几个

• HashMap
• LinkedHashMap: 有序的hashmap
• TreeMap: 有序的hashmap
• ConcurrentHashMap: 线程安全的map

1.2.1 HashMap

HashMap的底层数据结构是 数组 + 链表/红黑树，关于这个就不细说了

我们在初始化时，若不指定size，则数组的默认长度为8（请注意，Map的数组长度是2的倍数）

与ArrayList的扩容时机不一样的是，默认情况下，Map容量没满就会触发一次扩容

默认是数量达到 size * 0.75(0.75为扩容因子，可以在创建时修改)，就会触发一次扩容

why?

• 主要是为了减少hash冲突

同样的为了减少冲突，在初始化时，我们需要指定一个合适大小

比如我们

• 已知map的数量为2，这个时候Map的大小选择因该是4
• map数量为6，这个时候Map的大小选择是16

有时候让我们自己来计算这个值，就有些麻烦了，这个时候，可以直接使用Guava的工具类来完成这个目的

Map<String, String> map = Maps.newHashMapWithExpectedSize(6);

1.2.2 LinkedHashMap

初始化方式同上，略

1.2.3 ConcurrentHashMap

初始化方式同上，略

1.2.4 TreeMap

不同于上面几个的是treeMap，没有提供指定容器大小的构造方法

原因和前面说到的LinkedList有些类似，TreeMap的底层数据结构为Tree，所以新增数据是挂在树的一个节点下面，无需指定容量大小

1.3. Set

集合用的最多应该就是HashSet了，底层结构模型复用，所以初始化大小指定与HashMap一致，也不需要多说

2. 小结

今天这篇博文主要介绍的是三种常见的容器，在创建时，如何指定容量大小

首先明确一点，指定容量大小是为了

• 减少扩容带来的额外开销
• 指定容量代销，可以减少无效的内存开销

初始化值设置的关键点:

• ArrayList: 数据有多少个，初始化值就是多少
• HashMap: 考虑到扩容因子，初始化大小 = (size / 0.75 + 1)