设置 ArrayList 初始大小：局限性和替代方法

设置 ArrayList 初始大小的局限性

问题定义

在 Java 中，使用 ArrayList 时，我们可以通过指定一个初始大小来创建它。这可以通过 ArrayList(int initialCapacity) 构造函数来实现。虽然这可以优化性能，但它也引入了某些限制。

无法访问已分配的空间

虽然我们可以指定 ArrayList 的初始大小，但我们无法直接访问已分配但未使用的空间。当向 ArrayList 中添加元素时，如果超出当前容量，它会自动重新分配并增加容量。

IndexOutOfBoundsException

这意味着我们无法像使用数组那样直接访问特定索引处的元素。例如，如果我们创建一个具有 10 个初始容量的 ArrayList，我们无法使用 arr.add(5, 10) 向索引 5 处添加元素。这将引发 IndexOutOfBoundsException，因为该索引不存在。

初始大小的用途

那么，如果我们无法访问已分配的空间，设置初始大小有什么用呢？它主要用于优化性能：

• 减少重新分配次数： 当向 ArrayList 中添加大量元素时，预先分配足够的容量可以避免频繁的重新分配操作，从而提高效率。
• 减少内存浪费： 如果没有指定初始大小，ArrayList 会默认为 10，并按需动态增长。这可能会导致内存浪费，尤其是在初始大小很小的情况下。

替代方法

如果我们无法直接访问已分配的空间，还有什么替代方法来管理 ArrayList 的大小？

• **使用 ArrayList.ensureCapacity()：** 该方法允许我们在不更改实际容量的情况下，增加 ArrayList` 的容量。这可以防止意外的重新分配。
• 手动调整容量： 我们还可以通过调用 ArrayList.trimToSize() 来手动调整 ArrayList 的容量，使其与当前元素数量相匹配。这有助于释放未使用的空间，防止内存浪费。

结论

设置 ArrayList 的初始大小可以优化性能，但它也引入了无法访问已分配空间的限制。了解这些限制对于有效使用 ArrayList 至关重要。通过采用替代方法，我们可以管理 ArrayList 的大小，同时避免这些限制。

常见问题解答

1. 为什么我们需要设置 ArrayList 的初始大小？
   为了优化性能，减少重新分配操作和内存浪费。
2. 我可以访问已分配但未使用的空间吗？
   不，你无法直接访问该空间。
3. 如果我向索引超出范围的 ArrayList 添加元素会怎样？
   这将引发 IndexOutOfBoundsException。
4. 我可以用 ArrayList.ensureCapacity() 做什么？
   增加 ArrayList 的容量，而不更改实际容量。
5. 手动调整 ArrayList 的容量有什么好处？
   释放未使用的空间，防止内存浪费。