10. JavaArrayList 核心笔记
一、集合与数组对比
ArrayList 是基于数组实现的动态集合类，底层为Object[]，通过自动扩容机制解决数组长度固定的局限。
| 对比维度 | 数组（Array） | ArrayList |
|---|---|---|
| 长度 | 固定，定义后不可变 | 可变，自动扩容 |
| 存储类型 | 基本数据类型 + 引用数据类型 | 仅引用数据类型；基本类型需包装类（自动装箱） |
| 内置方法 | 仅length属性 | add()/remove()/get()/set()/size()等 |
| 泛型支持 | 不支持 | 支持（如ArrayList<String>） |
| 语法 | int[] arr = new int[5]; | ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>(); |
使用场景选择：
| 场景 | 数组 | ArrayList |
|---|---|---|
| 元素数量固定、追求极致性能 | 适用 | 不适用 |
| 元素数量不确定、频繁增删 | 不适用 | 适用 |
| 存储基本数据类型 | 适用 | 需装箱 |
| 快速遍历与查找 | 可 | 推荐（方法更丰富） |
二、ArrayList 核心成员方法
| 方法签名 | 说明 | 返回值 |
|---|---|---|
boolean add(E e) | 向集合末尾添加元素 | 固定返回true |
boolean remove(E e) | 删除第一个匹配的指定元素 | 成功true，失败false |
E remove(int index) | 删除指定索引处的元素 | 返回被删除的元素 |
E set(int index, E e) | 修改指定索引处的元素 | 返回被替换的原元素 |
E get(int index) | 获取指定索引处的元素 | 返回对应元素 |
int size() | 获取集合中有效元素个数（非底层容量） | 元素数量 |
三、底层实现原理
- 初始容量：创建
ArrayList时，默认构造一个长度为 10 的Object[]数组。 - 自动扩容：当元素数量达到容量上限时，自动创建更大的数组（默认扩容至原容量的 1.5 倍），将原数组元素复制到新数组。
- 封装机制：
add()/get()/remove()等方法底层均操作该Object[]数组，对使用者透明。
四、基础使用示例
// 1. 创建 ArrayList（指定泛型） ArrayList<String> list = new ArrayList<>(); // 2. 添加元素（自动扩容） list.add("张三"); list.add("李四"); list.add("王五"); // 3. 获取元素 String name = list.get(1); // 获取索引 1：李四 // 4. 修改元素 list.set(2, "王六"); // 索引 2 替换为王六，返回原元素 "王五" // 5. 删除元素 list.remove("张三"); // 按元素删除，返回 true list.remove(0); // 按索引删除，返回被删元素 // 6. 获取元素个数 int size = list.size();与数组的代码对比：
// 数组方式 User[] arr = new User[3]; arr[0] = user1; arr[1] = user2; arr[2] = user3; // arr[3] = user4; // 编译通过但运行时抛异常，数组长度固定 // ArrayList 方式 ArrayList<User> list = new ArrayList<>(Arrays.asList(user1, user2, user3)); list.add(user4); // 直接追加，自动扩容五、注意事项
- 索引越界：访问 / 删除 / 修改时，索引需在
0 ~ size()-1范围内，否则抛出IndexOutOfBoundsException。 - 泛型约束：创建时指定泛型（如
ArrayList<String>），编译器强制类型检查，避免运行时ClassCastException。 - 基本类型装箱：
int→Integer、double→Double，由 JVM 自动装箱 / 拆箱，无需手动转换。 - 线程不安全：
ArrayList非线程安全，多线程环境需使用Collections.synchronizedList()或CopyOnWriteArrayList。