ArrayList.add(index, element)失败,都是size的误解

本文详细解析了在使用ArrayList时遇到的插入问题,通过深入分析源代码,揭示了size与容量的区别,并提供了解决方案。

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在使用ArrayList时遇到一个很愚蠢的问题,想在大小为10的ArrayList的第5个位置插入10,结果抛异常。代码示例如下

ArrayList<Integer> arr=new ArrayList<Integer>(10);
arr.add(5, 10);

异常为
Exception in thread "main" java.lang.IndexOutOfBoundsException: Index: 5, Size: 0
	at java.util.ArrayList.rangeCheckForAdd(ArrayList.java:643)
	at java.util.ArrayList.add(ArrayList.java:455)
很是郁闷,明明初始化了大小为10的空间,跑出的异常却告诉我size为0。好吧,只能直接点进去看源代码了。版本1.7

public void add(int index, E element) {
        rangeCheckForAdd(index);

        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
                         size - index);
        elementData[index] = element;
        size++;
    }
add方法,从异常看,是rangeCheckForAdd(index);这行,点进去,为rangeCheckForAdd(int index)这个函数

private void rangeCheckForAdd(int index) {
        if (index > size || index < 0)
            throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
    }

最终抛出去的异常内容来源为:

private String outOfBoundsMsg(int index) {
        return "Index: "+index+", Size: "+size;
    }

这就是开始那个异常Exception in thread "main" java.lang.IndexOutOfBoundsException: Index: 5, Size: 0   

接下来只能看Size为啥为0了,源代码:

/**
     * The size of the ArrayList (the number of elements it contains).
     *
     * @serial
     */
    private int size;
貌似真相大白了,size只是此ArrayList所包含的元素个数,不是它的容量大小。

那么怎么办呢?看ArrayList的带参数构造函数

public ArrayList(int initialCapacity) {
        super();
        if (initialCapacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                               initialCapacity);
        this.elementData = new Object[initialCapacity];
    }

所以在构造函数里,根本就没有对size进行操作赋值,所以size == 0。但是在add时他又强制检查。所以只好都add一遍,让size递增,然后去从新set这个值:
for (int i = 0; i < 10; i++) {
  arr.add(0);
}
arr.set(5, 10);

但是有没有感觉这种方法很愚蠢呢?

还是本来ArrayList就不适合做这种直接插入的操作吧!还没有直接用数组操作方便。






### Java ArrayList.add() 方法的元素添加位置 在 Java 中,`ArrayList.add(E e)` 方法会将指定的元素追加到集合的末尾[^1]。这意味着新添加的元素总是位于当前集合中最后一个元素之后。如果需要将元素插入到集合的前面或其他特定位置,则可以使用 `ArrayList.add(int index, E element)` 方法,该方法允许在指定索引处插入元素,并将原有元素向后移动。 以下是一个简单的代码示例展示 `ArrayList.add(E e)` 的行为: ```java import java.util.ArrayList; public class Main { public static void main(String[] args) { ArrayList<String> list = new ArrayList<>(); list.add("A"); // 添加到末尾 list.add("B"); // 添加到末尾 list.add("C"); // 添加到末尾 System.out.println(list); // 输出: [A, B, C] } } ``` 如果使用 `ArrayList.add(int index, E element)` 方法,则可以控制元素的插入位置: ```java import java.util.ArrayList; public class Main { public static void main(String[] args) { ArrayList<String> list = new ArrayList<>(); list.add("A"); list.add("B"); list.add(0, "X"); // 在索引 0 处插入 System.out.println(list); // 输出: [X, A, B] } } ``` 需要注意的是,`ArrayList.add(E e)` 不会覆盖已有元素,而是在集合末尾追加新元素[^2]。如果出现覆盖现象,通常是由于逻辑错误或引用了相同的对象实例导致的[^4]。 ### 性能注意事项 当使用 `ArrayList.add(int index, E element)` 方法时,若插入位置不是集合末尾,则会涉及数组元素的移动操作,这可能导致性能开销增加,尤其是在大规模数据集上[^3]。 #### 示例代码:插入元素到中间位置 ```java import java.util.ArrayList; public class Main { public static void main(String[] args) { ArrayList<String> list = new ArrayList<>(); list.add("A"); list.add("B"); list.add("D"); list.add(2, "C"); // 在索引 2 处插入 "C" System.out.println(list); // 输出: [A, B, C, D] } } ```
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