奇怪，为什么ArrayList初始化容量大小为10？

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奇怪，为什么ArrayList初始化容量大小为10？

看ArrayList源码时，无意中看到ArrayList的初始化容量大小为10，这就奇怪了！我们都知道ArrayList和HashMap底层都是基于数组的，但为什么ArrayList不像用HashMap那样用16作为初始容量大小，而是采用10呢？

为什么HashMap的初始化容量为16？

在聊ArrayList的初始化容量时，要先来回顾一下HashMap的初始化容量。这里以Java 8源码为例，HashMap中的相关因素有两个：初始化容量及装载因子：

/** * The default initial capacity - MUST be a power of two. */static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16/** * The load factor used when none specified in constructor. */static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;

在HashMap当中，数组的默认初始化容量为16，当数据填充到默认容量的0.75时，就会进行2倍扩容。当然，使用者也可以在初始化时传入指定大小。但需要注意的是，最好是2的n次方的数值，如果未设置为2的n次方，HashMap也会将其转化，反而多了一步操作。

关于HashMap的实现原理的内容，这里就不再赘述，网络上已经有太多文章讲这个了。有一点我们需要知道的是HashMap计算Key值坐标的算法，也就是通过对Key值进行Hash，进而映射到数组中的坐标。

此时，保证HashMap的容量是2的n次方，那么在hash运算时就可以采用位运行直接对内存进行操作，无需转换成十进制，效率会更高。

通常，可以认为，HashMap之所以采用2的n次方，同时默认值为16，有以下方面的考量：

• 减少hash碰撞；

• 提高Map查询效率；

• 分配过小防止频繁扩容；

• 分配过大浪费资源；

总之，HashMap之所以采用16作为默认值，是为了减少hash碰撞，同时提升效率。

ArrayList的初始化容量是10吗？

下面，先来确认一下ArrayList的初始化容量是不是10，然后在讨论为什么是这个值。

先来看看Java 8中，ArrayList初始化容量的源码：

/** * Shared empty array instance used for default sized empty instances. We     * distinguish this from EMPTY_ELEMENTDATA to know how much to inflate when     * first element is added.     */    
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};        
/** * Constructs an empty list with an initial capacity of ten.     */    
public ArrayList() {        this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;   }

此处肯定有朋友说，Java 8中ArrayList默认初始化大小为0，不是10。而且还会发现构造方法上的注释有一些奇怪：构造一个初始容量10的空列表。什么鬼？明明是空的啊！

保留疑问，先来看一下ArrayList的add方法：

public boolean add(E e) {    ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!        elementData[size++] = e;        return true;  }

在add方法中调用了ensureCapacityInternal方法，进入该方法一开始是一个空容器所以size=0传入的minCapacity=1：

private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {                ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity)); }

上述方法中先通过calculateCapacity来计算容量：

private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {               if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {           return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);  }       return minCapacity;   }

 会发现minCapacity被重新赋值为10 （DEFAULT_CAPACITY=10），传入ensureExplicitCapacity(minCapacity);这minCapacity=10，下面是方法体：

private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {      modCount++;       // overflow-conscious code       if (minCapacity - elementData.length > 0)    grow(minCapacity); }     
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);}

上述代码中grow方法是用来处理扩容的，将容量扩容为原来的1.5倍。

了解上面的处理流程，我们会发现，本质上ArrayList的初始化容量还是10，只不过使用懒加载而已，这是Java 8为了节省内存而进行的优化而已。所以，自始至终，ArrayList的初始化容量都是10。

这里再多提一下懒加载的好处，当有成千上万的ArrayList存在程序当中，10个对象的默认大小意味着在创建时为底层数组分配10个指针（40 或80字节）并用空值填充它们，一个空数组（用空值填充）占用大量内存。如果能够延迟初始化数组，那么就能够节省大量的内存空间。Java 8的改动就是出于上述目的。

为什么ArrayList的初始化容量为10？

最后，我们来探讨一下为什么ArrayList的初始化容量为10。其实，可以说没有为什么，就是“感觉”10挺好的，不大不小，刚刚好，眼缘！

首先，在讨论HashMap的时候，我们说到HashMap之所以选择2的n次方，更多的是考虑到hash算法的性能与碰撞等问题。这个问题对于ArrayList的来说并不存在。ArrayList只是一个简单的增长阵列，不用考虑算法层面的优化。只要超过一定的值，进行增长即可。所以，理论上来讲ArrayList的容量是任何正值即可。

ArrayList的文档中并没有说明为什么选择10，但很大的可能是出于性能损失与空间损失之间的最佳匹配考量。10，不是很大，也不是很小，不会浪费太多的内存空间，也不会折损太多性能。

如果非要问当初到底为什么选择10，可能只有问问这段代码的作者“Josh Bloch”了吧。

如果你仔细观察，还会发现一些其他有意思的初始化容量数字：

ArrayList-10Vector-10HashSet-16HashMap-16HashTable-11复制代码

ArrayList与Vector初始化容量一样，为10；HashSet、HashMap初始化容量一样，为16；而HashTable独独使用11，又是一个很有意思的问题。