ArrayList基于动态数组实现，支持自动扩容，初始容量通常为10，扩容时新容量为原容量的1.5倍，底层使用Object数组存储元素，具有随机访问快、尾部添加高效、中间插入删除慢的特点，建议预设初始容量并优先在末尾操作元素以提升性能。
在Java中，ArrayList 是最常用的集合类之一，用于存储可变数量的元素。它属于 java.util 包，实现了 List 接口，底层基于动态数组实现，支持自动扩容，使用起来灵活高效。
如何使用ArrayList存储可变集合
要使用 ArrayList 存储可变集合，先创建一个 ArrayList 实例，然后通过添加、删除等方法动态管理元素。
示例代码：
import java.util.ArrayList;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个存储字符串的ArrayList
ArrayList list = new ArrayList<>();
// 添加元素
list.add("Apple");
list.add("Banana");
list.add("Orange");
// 修改元素
list.set(1, "Grape");
// 删除元素
list.remove("Apple");
// 遍历输出
for (String fruit : list) {
System.out.println(fruit);
}
}
}
ArrayList 支持泛型，确保类型安全。也可存储自定义对象，如 ArrayList。
ArrayList的内部结构解析
ArrayList 的底层是一个Object 数组，初始容量通常为10（具体取决于构造方式）。当元素数量超过当前数组容量时，会触发自动扩容机制。
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关键点如下：
- 默认构造函数创建的 ArrayList 初始容量为10，但JDK 12以后可能延迟初始化，首次添加时才分配空间。
- 内部数组是 transient 的，意味着序列化时不会直接保存整个数组，而是按需写入实际元素。
- 扩容时，新容量为原容量的1.5倍（通过位运算
oldCapacity + (oldCapacity >> 1)实现）。 - 扩容操作涉及创建新数组并复制旧数据，开销较大，因此合理预设初始容量能提升性能。
性能特点与使用建议
ArrayList 在不同操作上的性能表现有明显差异，了解这些有助于写出更高效的代码。
- 随机访问快：基于数组下标访问，时间复杂度为 O(1)，适合频繁读取的场景。
- 尾部添加高效：在末尾添加元素通常是 O(1)，但扩容时为 O(n)。
- 中间插入/删除慢：需要移动后续元素，时间复杂度为 O(n)，不推荐高频使用。
- 内存占用较高：数组可能包含未使用的空间，特别是扩容后元素未填满时。
使用建议：
- 如果知道大致元素数量，使用带初始容量的构造函数，如
new ArrayList(100)，避免频繁扩容。 - 优先在列表末尾添加或删除元素，减少数组移动开销。
- 若需要频繁在中间增删元素，考虑使用
LinkedList。
基本上就这些。ArrayList 适合读多写少、主要在尾部操作的场景，理解其内部机制有助于优化程序性能。
