数组

特点

数组是计算机内存里一片连续的区域，可以用来有效的存储元素

优点

根据索引可以直接定位到元素，添加新元素到末尾只需要按顺序放到最后一个位置。因此数组检索元素和插入元素到末尾的效率很高

缺点

在内存里大小是固定的，如果数组满了想继续插入元素怎么办？
如果我们想把新的元素插入到具体某个位置，而不是放到最后一个位置，就需要挪动这个位置之后的所有元素；删除同理。因此数组插入和删除元素的效率不高

数组扩容三种方式

方法一：

int[] arr2=new int[arr1.length*2]   //设置新数组长度
for(int i=0;i<arr1.length;i++){     //数组拷贝
      arr2[i]=arr1[i];
}

方法二：
Array.copyOf() 用于复制指定的数组内容以达到扩容的目的，该方法对不同的基本数据类型都有对应的重载方法

int[] arr2=java.util.Arrays.copyOf(原数组名，新数组长度);

方法三：

int[] arr2=new int[arr1.length*2]
System.arraycopy(原数组名，起始下标，新数组名，起始下标，复制长度);

方法一是我们通过自己拷贝数组来实现数组扩容的；
方法二和方法三是通过调用工具类来实现数组扩容的，区别：
Arrays.copyOf()不只复制数组元素，在拷贝元素时，也创建一个新数组；
System.arrayCopy()只复制已有的数组。
但是如果我们读Arrays.copyOf()的源码也会发现，它也用到了System.arrayCopy()。

public static int[] copyOf(int[] original, int newLength) { 
   int[] copy = new int[newLength]; 
   System.arraycopy(original, 0, copy, 0, Math.min(original.length, newLength)); 
   return copy; 
}

数组扩容实例

//本例以第一种扩容方式为例
//假设一个班里有3名学生，定义一个String类型的数组存放他们的名字
String[] names=new String[3];
//size代表数组中真正有几个元素，也就是真正已经赋值的；length代表总长度，该实例中length为3
int size=0；

//没有赋值之前打印数组
System.out.printLn(Arrays.toString(names))；//[null,null,null]

//每次添加之前，考虑是否扩容
//如果不考虑扩容的话，如果添加元素个数超过length，会报ArrayIndexOutOfBoundsException异常
if(size>names.length-1){
   //定义一个临时数组，临时数组的大小设置为初始数组大小的2倍
   String[] temp=new String[names.length*2];
  //实现数组元素的拷贝，将初始数组中的元素循环赋值给临时数组
  for(int i=0;i<names.length;i++){
    temp[i]=names[i]
  }
  //names指向临时数组
  names=temp;
}

动态数组

动态数组由来？

那么我们能不能做出一个无限大小的数组呢？–动态数组
现实中的问题：书架满了，你会怎么做？

一种办法是直接把书架加长，这样就能放更多的书了；

但是如果书架旁边的位置有限，比如紧挨着衣柜，就需要把衣柜挪开才能有更多的空间，更糟的是如果旁边是一面墙，为了把书架加长就把墙拆了不现实

为了避免挪动书架旁边的家具甚至拆墙，我们有了第二种办法，我们可以做一个更大的书架，找一个更大的空闲位置去摆放它，再把原来书架上的书挪到新的书架上，这就是动态数组的原理

动态数组特点

在动态数组里，维护了数组的容量和数组内元素的个数，比如我们在内存里创建了一个动态数组，他的容量capacity是10，元素的个数size是4，我们用end_index标识最后一个元素的索引。

每增加一个元素end_index就+1，当数组元素不断增加end_index达到数组容量的时候，就会重新在内存里分配一个更大的数组，通常是原数组的1.5倍，再把元素按顺序拷贝过去。

由于动态数组本身也是数组，所以它继承了数组的优缺点，比如能快速根据索引定位到元素，因为内存空间连续所以遍历查询的效率很高，但是插入和删除某个位置元素的效率比较差，因为需要挪动若干元素的位置。除此之外，动态数组本身因为支持了自动扩展，所以不需要我们在创建的时候就指定大小，由于到达上限之后需要重新分配数组和拷贝元素到新的数组，所以自动扩展会影响效率。

创建一个动态数组？–ArrayList

ArrayList概述

ArrayList实现了List接口，是顺序容器，即元素存放的数据与放进去的顺序相同，允许放入null元素，底层通过数组实现。除该类未实现同步外，其余跟Vector大致相同。
每个ArrayList都有一个容量(capacity)，表示底层数组的实际大小，容器内存储元素的个数不能多于当前容量。当向容器中添加元素时，如果容量不足，容器会自动增大底层数组的大小。
Java泛型只是编译器提供的语法糖，所以这里的数组是一个Object数组，以便能够容纳任何类型的对象。

ArrayList特点

（1）ArrayList 是一种变长的集合类，基于定长数组实现。
（2）ArrayList 允许空值和重复元素，当往 ArrayList 中添加的元素数量大于其底层数组容量时，其会通过扩容机制重新生成一个更大的数组。
（3）由于 ArrayList 底层基于数组实现，所以其可以保证在 O(1) 复杂度下完成随机查找操作。
（4）ArrayList 是非线程安全类，并发环境下，多个线程同时操作 ArrayList，会引发不可预知的异常或错误。
（5）顺序添加很方便
（6）删除和插入需要复制数组，性能差（可以使用LinkindList）
（7）Integer.MAX_VALUE - 8 ：主要是考虑到不同的JVM,有的JVM会在加入一些数据头,当扩容后的容量大于MAX_ARRAY_SIZE,我们会去比较最小需要容量和MAX_ARRAY_SIZE做比较,如果比它大, 只能取Integer.MAX_VALUE,否则是Integer.MAX_VALUE -8。这个是从jdk1.7开始才有的

ArrayList自动扩容机制

每当向数组中添加元素时，都要去检查添加后元素的个数是否会超出当前数组的长度，如果超出，数组将会进行扩容，以满足添加数据的需求。数组扩容通过一个公开的方法ensureCapacity(int minCapacity)来实现。在实际添加大量元素前，我也可以使用ensureCapacity来手动增加ArrayList实例的容量，以减少递增式再分配的数量。
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数组进行扩容时，会将老数组中的元素重新拷贝一份到新的数组中，每次数组容量的增长大约是其原容量的1.5倍。这种操作的代价是很高的，因此在实际使用时，我们应该尽量避免数组容量的扩张。当我们可预知要保存的元素的多少时，要在构造ArrayList实例时，就指定其容量，以避免数组扩容的发生。或者根据实际需求，通过调用ensureCapacity方法来手动增加ArrayList实例的容量。
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ArrayList中维护了一个Object类型的数组elementData，可以简单的理解为数组大小