ArrayList的特點及應用場景

一、ArrayList核心特點

1. 基于動態數組實現

   • 底層使用Object[]數組存儲元素

   • 默認初始容量為10

   • 擴容機制：每次擴容為原來的1.5倍（int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1)）

2. 快速隨機訪問

   • 實現了RandomAccess接口（標記接口）

   • 通過索引訪問元素的時間復雜度為O(1)

3. 有序可重復

   • 保持插入順序

   • 允許存儲重復元素和null值

4. 非線程安全

   • 多線程環境下需要外部同步

   • 可以使用Collections.synchronizedList包裝

5. 插入刪除效率

   • 尾部操作：O(1)

   • 中間操作：O(n)（需要移動元素）

二、與LinkedList對比

特性	ArrayList	LinkedList
底層結構	動態數組	雙向鏈表
隨機訪問	O(1)	O(n)
頭部插入/刪除	O(n)	O(1)
尾部插入/刪除	O(1)	O(1)
內存占用	較小（僅存儲實際元素）	較大（需要存儲前后節點引用）

三、典型應用場景

1. 適合使用ArrayList的場景

   • 頻繁訪問元素（按索引讀取）

   // 數據查詢業務
   List<Product> productList = new ArrayList<>();
   Product p = productList.get(5);  // 高效隨機訪問

   • 尾部頻繁添加/刪除

   // 日志記錄收集
   List<Log> logs = new ArrayList<>();
   logs.add(newLog);  // 尾部添加高效

   • 數據量可預估且變化不大

   // 初始化時指定容量避免擴容
   List<String> fixedSizeList = new ArrayList<>(1000);

2. 不適合使用ArrayList的場景

   • 頻繁在列表中間插入/刪除

   • 內存空間非常緊張的情況

   • 需要線程安全但未做同步處理

四、最佳實踐建議

1. 初始化指定容量（如果可以預估大小）

   // 避免多次擴容
   List<User> users = new ArrayList<>(expectedSize);

2. 批量操作使用addAll

   // 比循環add更高效
   list.addAll(anotherCollection);

3. 遍歷方式選擇

   // 隨機訪問結構推薦使用for循環
   for (int i = 0; i < list.size(); i++) {Item item = list.get(i);
   }// 或者使用迭代器
   for (Item item : list) {// ...
   }

4. 注意并發修改

   // 多線程環境需要同步
   List<String> syncList = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());

ArrayList因其出色的隨機訪問性能和空間效率，成為Java中最常用的集合類之一，特別適合"讀多寫少"和"尾部操作多"的場景。