异常教程

Java ArrayList size() 方法（千字长文）

更新时间:

💡一则或许对你有用的小广告

欢迎加入小哈的星球 ，你将获得：专属的项目实战 / 1v1 提问 / Java 学习路线 / 学习打卡 / 每月赠书 / 社群讨论

  • 新项目:《从零手撸：仿小红书（微服务架构）》 正在持续爆肝中，基于 Spring Cloud Alibaba + Spring Boot 3.x + JDK 17...，点击查看项目介绍 ;
  • 《从零手撸：前后端分离博客项目（全栈开发）》 2 期已完结，演示链接： http://116.62.199.48/ ;

截止目前， 星球 内专栏累计输出 82w+ 字，讲解图 3441+ 张，还在持续爆肝中.. 后续还会上新更多项目，目标是将 Java 领域典型的项目都整一波，如秒杀系统, 在线商城, IM 即时通讯，权限管理，Spring Cloud Alibaba 微服务等等，已有 2900+ 小伙伴加入学习 ，欢迎点击围观

在 Java 编程中，ArrayList 是一个动态数组结构，它允许我们灵活地存储和操作一组有序的元素。作为 List 接口的典型实现类，ArrayList 提供了丰富的操作方法，其中 size() 方法是最基础且高频使用的方法之一。本文将从零开始，深入讲解 size() 方法的功能、应用场景、潜在问题及优化技巧，帮助开发者全面掌握这一工具。

二级标题：什么是 size() 方法？

size() 方法用于返回 ArrayList 中当前存储的元素数量。它是一个简单但至关重要的方法，常用于遍历、条件判断和算法逻辑中。例如：

ArrayList<String> list = new ArrayList<>();  
list.add("Apple");  
list.add("Banana");  
System.out.println("当前元素数量：" + list.size()); // 输出：2

二级标题：为什么需要 size() 而不是直接使用固定长度？

传统数组的长度是固定的，而 ArrayList 是动态数组，其底层通过一个可扩容的数组实现。因此，size() 方法返回的是当前实际存储的元素数量，而非底层数组的最大容量。例如：

ArrayList<Integer> numbers = new ArrayList<>(5); // 初始容量为5  
numbers.add(10);  
System.out.println("size() = " + numbers.size()); // 输出：1  
System.out.println("数组容量 = " + numbers.toArray().length); // 输出：5（可能因扩容而变化）

比喻：可以将 ArrayList 想象成一个可伸缩的书架。size() 方法告诉你当前放了多少本书，而实际的书架空间可能比书的数量更大（预留了未来扩展的空间）。

二级标题：size() 方法的典型应用场景

三级标题：1. 遍历列表前的边界检查

在遍历 ArrayList 时，通过 size() 方法获取元素数量可以避免 IndexOutOfBoundsException：

for (int i = 0; i < list.size(); i++) {  
    System.out.println(list.get(i));  
}

注意：如果在遍历过程中修改了列表（如删除元素），建议改用迭代器（Iterator），以避免并发修改异常。

三级标题：2. 条件判断与逻辑控制

size() 方法常用于判断列表是否为空或达到某个阈值：

if (list.size() == 0) {  
    System.out.println("列表为空");  
} else if (list.size() > 100) {  
    System.out.println("数据量过大，建议分页处理");  
}

三级标题：3. 与数组的结合使用

当需要将 ArrayList 转换为固定长度数组时，可以通过 size() 确定数组长度：

Object[] array = new Object[list.size()];  
list.toArray(array);

二级标题：size() 方法与 ArrayList 的动态扩容机制

ArrayList 的动态扩容是其灵活性的核心，而 size() 方法与这一机制密切相关。

三级标题：扩容触发条件

当 ArrayList 的 size() 达到底层数组的容量时，会触发扩容操作。默认扩容策略为 当前容量的 1.5 倍（即容量变为 oldCapacity + (oldCapacity >> 1)）。例如：

ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>(2); // 初始容量2  
list.add(1); // size=1，未触发扩容  
list.add(2); // size=2，未触发扩容  
list.add(3); // 触发扩容，新容量为 3（2 + 1）

比喻：扩容就像搬家——当现有房屋（数组）不够住时，必须找一个更大的房子（新数组），并将原有物品（元素）搬过去。

三级标题：性能与内存开销

频繁的扩容操作会带来性能开销，因为需要分配新数组并复制数据。因此，建议在初始化 ArrayList 时预估容量：

// 不推荐：默认容量为10，若添加大量元素会导致多次扩容  
ArrayList<String> list1 = new ArrayList<>();  

// 推荐：预估容量为1000，减少扩容次数  
ArrayList<String> list2 = new ArrayList<>(1000);

二级标题：常见错误与最佳实践

三级标题：1. 混淆 size() 与数组的 length

size() 返回的是逻辑元素数量，而非底层数组的物理容量。例如：

ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>(5); // 初始容量5  
list.add(1);  
System.out.println("size() = " + list.size()); // 1  
System.out.println("数组容量 = " + list.toArray().length); // 5（此时未扩容）

错误示例：假设通过 list.toArray().length 获取元素数量，可能导致逻辑错误。

三级标题：2. 在迭代时修改列表

直接在 for 循环中通过索引修改列表可能导致问题：

for (int i = 0; i < list.size(); i++) {  
    if (list.get(i).equals("Apple")) {  
        list.remove(i); // 可能引发 IndexOutOfBoundsException  
    }  
}

解决方案：使用迭代器：

Iterator<String> iterator = list.iterator();  
while (iterator.hasNext()) {  
    String item = iterator.next();  
    if (item.equals("Apple")) {  
        iterator.remove(); // 安全删除  
    }  
}

三级标题：3. 性能优化：避免重复调用 size()

在循环中，若 size() 不会变化，可将其缓存以减少方法调用开销：

int size = list.size();  
for (int i = 0; i < size; i++) {  
    // ...  
}

二级标题：进阶技巧：size() 与其他方法的配合

三级标题：1. 结合 get() 方法安全访问元素

通过 size() 验证索引合法性：

int index = 5;  
if (index >= 0 && index < list.size()) {  
    System.out.println(list.get(index));  
} else {  
    System.out.println("索引越界");  
}

三级标题：2. 实现分页功能

结合 subList() 方法实现分页：

int pageSize = 10;  
int currentPage = 2;  
int fromIndex = (currentPage - 1) * pageSize;  
int toIndex = Math.min(fromIndex + pageSize, list.size());  
List<String> pageData = list.subList(fromIndex, toIndex);

二级标题：深入理解：size() 的底层实现

ArrayList 的 size() 方法直接返回一个 int 类型的成员变量，因此其时间复杂度为 O(1)。其源码如下：

public int size() {  
    return size;  
}

对比：传统数组需要通过 .length 属性获取长度，而 ArrayList 的 size() 更灵活，可动态变化。

二级标题：案例实战：构建一个简单的购物车

三级标题：需求分析

假设要实现一个购物车，需要记录商品数量、总价，并支持增删操作。

三级标题：代码实现

public class ShoppingCart {  
    private ArrayList<Item> items = new ArrayList<>();  

    public void addItem(Item item) {  
        items.add(item);  
    }  

    public void removeItem(int index) {  
        if (index >= 0 && index < items.size()) {  
            items.remove(index);  
        }  
    }  

    public double getTotalPrice() {  
        double total = 0.0;  
        for (int i = 0; i < items.size(); i++) {  
            total += items.get(i).getPrice();  
        }  
        return total;  
    }  

    // 其他方法略...  
}

三级标题：关键点解析

  • 通过 size() 控制遍历范围，确保不越界。
  • 在删除操作中验证索引合法性。
  • 结合其他方法（如 get() 和 remove()）实现业务逻辑。

二级标题：结论与展望

size() 方法是 ArrayList 的核心工具之一，它不仅帮助开发者管理动态数组的规模，还为算法设计提供了基础支持。通过本文的讲解，读者可以掌握以下要点：

  1. size() 的基本功能与使用场景。
  2. 动态扩容机制对性能的影响及优化策略。
  3. 常见错误的预防与代码最佳实践。

未来学习中，建议进一步探索 ArrayList 的源码细节，或对比其他集合类（如 LinkedList）的差异，以深化对 Java 集合框架的理解。

通过本文的系统学习，希望读者能够将 Java ArrayList size() 方法 灵活运用于实际开发中，解决更多复杂问题。

最新发布

查看更多文章