T9移动架构师成长路线学习第一天（必备数据结构_ArrayList）通俗易懂学习数据结构之ArrayList，包含对Ar

一、线性表（ArrayList）

1、在学习ArrayList之前，先了解一下线性表的概念。

线性表（Linear List）是一种逻辑结构，其核心特征是：数据之间是一对一的顺序关系，除了第一个元素，每个元素有且只有一个前驱（在这个元素前面的那个元素）；除了最后一个元素，每个元素有且只有一个后继（在这元素后面的那个元素）。通俗的说：线性表就是 一条“线”式的序列。

下面举一个线性表例子：


A	B	C	D	元素
0	1	2	3	下标

前驱/后继关系： NULL $\leftarrow$ A $\leftrightharpoons$ B $\leftrightharpoons$ C $\leftrightharpoons$ D $\rightarrow$ NULL A的前驱是NULL，后继是B；B的前驱是A，后是C；C前驱是B，后继是D；D的前驱是C，后继是NULL；

2、ArrayList

线性表是一种逻辑结构，只是定义了“线”式排序的规则，并不在意元素是用数组实现还是用链表实现。在Java里面，这个抽象定义是通过List接口来实现的，List接口规定了线性表抽象定义的add，get，remove等等方法的具体操作。而我们要学习的ArrayList就是List接口实现的一种方式，是List的具体实现类。

ArrayList 是顺序存储的线性表，底层用动态数组。支持动态扩容，支持随机访问，允许重复和null。通俗的解释就是：ArrayList就像一个储物柜，每个格子都有编号（0、1、2....）；可以很快的找到想要的格子（随机访问快）；但是如果要在已有东西（元素）的格子中间插入新元素，就需要把后面的格子的元素都往后搬（插入删除慢）；如果格子都满了，就换到一个更大的储物柜，把所有的格子都搬过去“System.arraycopy”（可扩容）。

底层数组结构：Object[] elementData elementData是存放数据的数组，就是这个储物柜。“capacity=8”说明这个储物柜里只有8个格子(元素）；“size=5”说明目前已经放了5个元素。

capacity=8
elementData =[ A ][ B ][ C ][ D ][ E ][   ][   ][   ]
size=5

好了，基本的概念我们已经了解的差不多了，举一个代码示例来具体学习一下吧！

首先是引入ArrayList和Field（java.lang.reflect包里的类，用于获取类的成员变量），定义一个叫做ArrayListDemo的类和getCapacity方法，用来获取 ArrayList的底层数组长度（capacity）。

import java.util.ArrayList;
import java.lang.reflect.Field;

public class ArrayListDemo {
    private static int getCapacity(ArrayList<?> list) {
        try {
            Field field = ArrayList.class.getDeclaredField("elementData");//反射找到 ArrayList 里名叫 elementData 的字段
            field.setAccessible(true);//绕过 Java 的访问修饰符检查
            Object[] elementData = (Object[]) field.get(list);//获取list 的 elementData 数组
            return elementData.length;//返回底层数组capacity的长度
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return -1;
        }//异常处理
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 初始化一个ArrayList
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>(8); // 初始容量 8

        // 添加元素
        list.add("A");
        list.add("B");
        list.add("C");
        list.add("D");
        list.add("E");

        // 打印当前状态
        System.out.println("初始 ArrayList: " + list);
        System.out.println("size = " + list.size());
        System.out.println("capacity = " + getCapacity(list));

        }
}

运行结果：

接着在 // 打印当前状态 下继续输入：

        // 插入元素
        list.add(2, "X"); // 在下标2的位置插入
        System.out.println("\n插入 X 后: " + list);
        System.out.println("size = " + list.size());
        System.out.println("capacity = " + getCapacity(list));

        // 删除元素
        list.remove("C"); // 删除元素 "C"
        System.out.println("\n删除 C 后: " + list);
        System.out.println("size = " + list.size());
        System.out.println("capacity = " + getCapacity(list));

        // 修改元素
        list.set(1, "Y");
        System.out.println("\n修改下标1为Y后: " + list);
        System.out.println("size = " + list.size());
        System.out.println("capacity = " + getCapacity(list));

        // 添加到超过容量，触发扩容
        list.add("F");
        list.add("G");
        list.add("H");
        list.add("I"); // 这一步超过初始容量8，会扩容
        System.out.println("\n扩容后: " + list);
        System.out.println("size = " + list.size());
        System.out.println("capacity = " + getCapacity(list));

运行结果：

今天的学习就到这里，有什么不足还请指正。明天继续学习线性表中的另一种实现类LinkedList，并学习区分什么时候使用ArrayList，什么时候用LinkedList。