Array 和 ArrayList 有何区别？

array大小固定，创建后无法改变，需手动复制扩容；2. arraylist内部自动扩容（通常1.5倍），对用户透明；3. array可存基本类型和对象，arraylist只能存对象（支持自动装箱）；4. array内存连续、访问快、无额外开销，适合数据量固定场景；5. arraylist提供丰富api、开发便捷，适合数据动态变化场景；6. arraylist扩容有性能和内存浪费风险，且非线程安全。

Array 和 ArrayList 的核心区别在于它们的“体质”：Array 就像一个固定大小的盒子，一旦造好，能装多少就定了，你不能临时让它变大或变小。而 ArrayList 则更像一个弹性收纳袋，它虽然内部也用盒子来装东西，但当盒子装不下时，它会偷偷换一个更大的盒子，把旧东西搬过去，整个过程对你来说是透明的，所以它看起来是“可变”的。Array 可以直接存放基本数据类型（如 int, char），也可以放对象，但 ArrayList 只能放对象（当然，通过自动装箱/拆箱，你也能像放基本类型一样使用它）。

解决方案

理解 Array 和 ArrayList 的差异，关键在于它们对内存的管理方式和提供的功能。

Array，作为 Java 语言最基础的数据结构之一，它的尺寸是在创建时就确定了的。比如你声明一个

String[] names = new String[10];

names

System.arraycopy

names[0]

names[1]

而 ArrayList，它属于 Java 集合框架（Collections Framework）的一部分，是

List

add()

Object[] elementData

remove()

contains()

indexOf()

为什么说 Array 是“固定不变”的，而 ArrayList 是“可变”的？

这个“固定不变”和“可变”的说法，其实是站在使用者角度的一种直观感受。Array 的“固定”是指它的内存布局和大小在创建后就不可更改。想象一下，你申请了一块地皮盖房子，这块地皮的大小是固定的，你不能说盖到一半发现不够用，就直接把地皮变大。如果你想盖更大的房子，你得重新买一块更大的地皮，然后把旧房子的东西搬过去。这就是 Array 的本质：一旦

new int[5]

int[10]

ArrayList 的“可变”则是一种巧妙的封装。它并没有真正改变它内部那个“盒子”的大小，而是当“盒子”装满时，它会悄悄地在后台创建一个新的、更大的盒子，然后把旧盒子里的所有物品（元素）小心翼翼地搬到新盒子里。这个搬家过程就是我们常说的“扩容”。举个例子，你有一个小行李箱，装满了。你不会让这个行李箱变大，而是会换一个更大的行李箱，然后把旧行李箱里的东西全部转移过去。对于你而言，你只是觉得“行李箱”能装更多东西了，但实际上，是换了一个更大的。这个内部机制，让 ArrayList 在外部表现出极大的灵活性，你无需关心容量问题，只需要

add

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有道小P，新一代AI全科学习助手，在学习中遇到任何问题都可以问我。

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在实际开发中，我应该如何选择使用 Array 还是 ArrayList？

选择 Array 还是 ArrayList，很多时候取决于你对数据结构的需求和对性能的考量，没有绝对的优劣，只有适不适合。

如果你在编码时，已经明确知道需要处理的数据量是固定不变的，或者数据量在某个范围之内且不会频繁变动，那么 Array 可能是个不错的选择。比如，你要处理一个班级固定 30 个学生的分数，或者一个图像的 RGB 像素数据（通常是固定宽度和高度），用

int[] scores = new int[30];

byte[] pixelData = new byte[width * height * 3];

int[][] matrix

然而，在绝大多数日常业务开发中，我们处理的数据量往往是动态变化的，你可能不知道用户会上传多少张图片，或者数据库会返回多少条记录。这时候，ArrayList 的便捷性就体现出来了。它的自动扩容机制，让你无需担心容量问题，可以随心所欲地

add

remove

contains()

indexOf()

subList()

ArrayList<String>

ArrayList 内部是如何实现“动态扩容”的？这会带来什么潜在问题？

ArrayList 的“动态扩容”机制，确实是它实现灵活性的核心。简单来说，它内部有一个

Object[] elementData

add()

size

elementData

capacity

扩容的步骤大致是这样的：

1. 计算新的容量：通常是当前容量的 1.5 倍（

   oldCapacity + (oldCapacity >> 1)

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   ），再加上一点点（例如 +1），以确保至少能多容纳一个元素。如果计算出来的新容量还是比当前需要的最小容量小，就直接取最小容量。
2. 创建一个新的数组：使用新的容量大小，创建一个新的

   Object[]

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   。
3. 复制元素：使用

   System.arraycopy()

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   方法，将旧数组中的所有元素高效地复制到新创建的数组中。
4. 更新引用：将

   elementData

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   引用指向新的数组，旧数组则等待垃圾回收。

这个过程听起来很棒，但它确实带来了一些潜在的问题：

• 性能开销： 元素复制是一个 O(n) 的操作，这意味着如果你列表里有 10 万个元素，每次扩容都需要复制这 10 万个元素。虽然扩容操作不是每次

  add

  登录后复制
  都发生，但如果频繁地进行小幅度的扩容，或者在短时间内添加大量元素，累积起来的复制操作会显著拖慢性能。想象一下，你每多买一个苹果就要换一个更大的冰箱，这效率肯定不高。
• 内存浪费： 为了避免频繁扩容，ArrayList 每次扩容都会预留一些空间（比如 1.5 倍），这意味着在扩容后到下一次满载之间，总有一部分内存是分配了但暂时未被使用的。对于内存敏感的应用，这可能是一个需要考虑的因素。
• 不是线程安全的： 这是一个比较隐蔽但非常重要的问题。ArrayList 不是线程安全的，这意味着在多线程环境下，如果多个线程同时对同一个 ArrayList 进行修改（比如一个线程

  add

  登录后复制
  ，另一个线程

  remove

  登录后复制
  ），就可能出现数据不一致的问题，甚至抛出

  ConcurrentModificationException

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  。这是因为扩容操作不是原子性的，它包含多个步骤，在这些步骤之间，其他线程可能会干扰。如果需要在多线程环境中使用动态列表，通常会选择

  Vector

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  （但性能差）或者

  Collections.synchronizedList(new ArrayList<...>)

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  ，更现代的选择是

  CopyOnWriteArrayList

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  或其他并发集合。

以上就是Array 和 ArrayList 有何区别？的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！