总结-ArrayList的扩容机制和BigDecimal大数的底层

部分内容来源：JavaGuide

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ArrayList

1. 以无参数构造方法创建 ArrayList 时，实际上初始化赋值的是一个空数组，当真正对数组进行添加元素操作时才真正分配容量，即向数组中添加第一个元素时数组容量扩为 10
2. HashMap每次扩容的时候会变成原来容量的1,5倍左右

add () 方法逻辑：

1. 添加第 1 个元素时，因初始容量为 0，触发 ensureCapacityInternal () 使 minCapacity 变为 10，进入 grow () 方法扩容到 10
2. 添加第 2-10 个元素时，因当前容量 (10) 足够，不会触发扩容
3. 添加第 11 个元素时，minCapacity (11) 超过当前容量 (10)，触发 grow () 方法

grow () 扩容机制：

1. 新容量默认是旧容量的 1.5 倍（通过位运算 oldCapacity + (oldCapacity>> 1) 实现）
2. 若计算出的新容量小于 minCapacity，则直接使用 minCapacity 作为新容量，计算出的新容量大于minCapacity则使用新容量
3. 若新容量超过 MAX_ARRAY_SIZE (Integer.MAX_VALUE - 8)，则调用 hugeCapacity () 处理
4. 最终通过 Arrays.copyOf () 完成数组扩容

hugeCapacity () 处理超大容量：

1. 当 minCapacity 超过 MAX_ARRAY_SIZE 时，返回 Integer.MAX_VALUE
2. 否则返回 MAX_ARRAY_SIZE（即 Integer.MAX_VALUE - 8）
3. 处理容量溢出情况，抛出 OutOfMemoryError

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BigDecimal

使用时的问题

为什么使用BigDecimal而不是浮点数？为什么浮点数会有精度丢失：

我们知道计算机是二进制的，而且计算机在表示一个数字时，宽度是有限的

无限循环的小数存储在计算机时，只能被截断，所以就会导致小数精度发生损失的情况

BigDecimal的等值比较问题：

equals不仅会比较大小，还会比较精度

compareTo（）方法比较的时候会忽略精度

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底层

数据存储方式：BigDecimal 内部采用整数数组来存储数值的每一位

比如要表示非常大的整数 “12345678901234567890”，通过这种数组形式可以轻松存储

数值 12345678901234567890 会被分段存储为：

[123456789, 012345678, 90]

额外维护信息：除了用数组存储数位，BigDecimal 还需要记录符号（判断是正数、负数还是零 ）、小数点的位置以及数值的精度。这些信息通过额外的变量保存

以 “-123.45” 为例，符号变量记录其为负数，小数点位置信息表明在 “3” 和 “4” 之间，精度信息则体现出有效数字的位数。这些信息对于准确表示和处理数值至关重要，在运算过程中会依据这些信息来正确处理数值

数值运算处理：在进行加、减、乘、除等数值运算时，BigDecimal 会根据操作类型和所需精度对两个参与运算的数值进行处理。

运算时会先处理两个数值的符号，比如两个正数相加结果为正，一正一负相加则根据绝对值大小判断结果符号等。在除法运算中，BigDecimal 使用精确算法，避免了浮点数除法因表示精度问题产生的误差。像\(1\div3\)，用浮点数计算可能得到近似值，而 BigDecimal 可以精确计算并按指定精度保留结果