array大小固定，创建后无法改变，需手动复制扩容；2. arraylist内部自动扩容（通常1.5倍），对用户透明；3. array可存基本类型和对象，arraylist只能存对象（支持自动装箱）；4. array内存连续、访问快、无额外开销，适合数据量固定场景；5. arraylist提供丰富api、开发便捷，适合数据动态变化场景；6. arraylist扩容有性能和内存浪费风险，且非线程安全。
Array 和 ArrayList 的核心区别在于它们的“体质”：Array 就像一个固定大小的盒子，一旦造好，能装多少就定了，你不能临时让它变大或变小。而 ArrayList 则更像一个弹性收纳袋，它虽然内部也用盒子来装东西，但当盒子装不下时，它会偷偷换一个更大的盒子，把旧东西搬过去，整个过程对你来说是透明的，所以它看起来是“可变”的。Array 可以直接存放基本数据类型（如 int, char），也可以放对象，但 ArrayList 只能放对象（当然，通过自动装箱/拆箱，你也能像放基本类型一样使用它）。
解决方案
理解 Array 和 ArrayList 的差异，关键在于它们对内存的管理方式和提供的功能。
Array，作为 Java 语言最基础的数据结构之一，它的尺寸是在创建时就确定了的。比如你声明一个
String[] names = new String[10];
，那么这个
names
数组就只能容纳 10 个字符串，不多不少。如果你需要第 11 个位置，不好意思，你得重新创建一个更大的数组，然后把前面 10 个元素手动（或者用
System.arraycopy
这样的工具）复制过去。这种固定性，带来了直接的内存访问效率——你可以通过索引
names[0]
、
names[1]
快速定位到任何一个元素，因为它们在内存中是连续存放的。这种直接、无花哨的特性，在某些对性能极致追求、或者数据量已知且稳定不变的场景下，显得尤为重要，比如处理固定大小的缓冲区、矩阵运算等。
而 ArrayList，它属于 Java 集合框架（Collections Framework）的一部分，是
List
接口的一个具体实现。它的“可变”体现在，你不需要预先知道它会装多少东西。你可以不断地往里
add()
元素，当内部存储空间不足时，ArrayList 会自动替你完成扩容的操作。它内部其实也维护着一个 Array（通常是
Object[] elementData
），但这个 Array 的管理逻辑被封装起来了。当元素数量超出当前内部数组的容量时，ArrayList 会创建一个新的、更大的数组（通常是当前容量的 1.5 倍），然后把旧数组里的所有元素复制到新数组中，再把旧数组丢弃。这个过程对开发者是透明的，极大地提升了开发的便利性。它还提供了丰富的 API，比如
remove()
、
contains()
、
indexOf()
等，让数据操作变得非常便捷。
为什么说 Array 是“固定不变”的，而 ArrayList 是“可变”的？
这个“固定不变”和“可变”的说法，其实是站在使用者角度的一种直观感受。Array 的“固定”是指它的内存布局和大小在创建后就不可更改。想象一下，你申请了一块地皮盖房子，这块地皮的大小是固定的，你不能说盖到一半发现不够用，就直接把地皮变大。如果你想盖更大的房子，你得重新买一块更大的地皮，然后把旧房子的东西搬过去。这就是 Array 的本质：一旦
new int[5]
，这块内存区域就固定了，你无法在不创建新 Array 的情况下，让它变成
int[10]
。
ArrayList 的“可变”则是一种巧妙的封装。它并没有真正改变它内部那个“盒子”的大小，而是当“盒子”装满时，它会悄悄地在后台创建一个新的、更大的盒子，然后把旧盒子里的所有物品（元素）小心翼翼地搬到新盒子里。这个搬家过程就是我们常说的“扩容”。举个例子，你有一个小行李箱，装满了。你不会让这个行李箱变大，而是会换一个更大的行李箱，然后把旧行李箱里的东西全部转移过去。对于你而言，你只是觉得“行李箱”能装更多东西了，但实际上，是换了一个更大的。这个内部机制，让 ArrayList 在外部表现出极大的灵活性，你无需关心容量问题，只需要
add
就行了。
在实际开发中，我应该如何选择使用 Array 还是 ArrayList？
选择 Array 还是 ArrayList，很多时候取决于你对数据结构的需求和对性能的考量，没有绝对的优劣，只有适不适合。
如果你在编码时，已经明确知道需要处理的数据量是固定不变的，或者数据量在某个范围之内且不会频繁变动，那么 Array 可能是个不错的选择。比如，你要处理一个班级固定 30 个学生的分数，或者一个图像的 RGB 像素数据（通常是固定宽度和高度），用
int[] scores = new int[30];
或者
byte[] pixelData = new byte[width * height * 3];
就很直接。Array 的优势在于其底层实现更接近硬件，直接内存访问，没有 ArrayList 扩容带来的额外开销。对于基本数据类型，Array 还能避免自动装箱/拆箱的性能损耗和内存开销。在一些性能敏感、内存受限的场景，或者需要多维数组（
int[][] matrix
）时，Array 的简洁和高效是显而易见的。
然而，在绝大多数日常业务开发中，我们处理的数据量往往是动态变化的，你可能不知道用户会上传多少张图片，或者数据库会返回多少条记录。这时候，ArrayList 的便捷性就体现出来了。它的自动扩容机制，让你无需担心容量问题，可以随心所欲地
add
、
remove
元素。ArrayList 提供了丰富的集合操作方法，例如
contains()
、
indexOf()
、
subList()
等，这些都是 Array 不具备的。而且，通过泛型（如
ArrayList<String>
），它能提供更好的编译时类型安全，避免了运行时类型转换错误。所以，如果你追求开发效率、代码可读性和灵活性，并且对偶尔的扩容性能开销不那么敏感，那么 ArrayList 几乎是你的首选。在我看来，除非有明确的理由（比如性能瓶颈或特定API要求），我通常会默认选择 ArrayList。
ArrayList 内部是如何实现“动态扩容”的？这会带来什么潜在问题？
ArrayList 的“动态扩容”机制，确实是它实现灵活性的核心。简单来说，它内部有一个
Object[] elementData
数组来存储元素。当你调用
add()
方法时，ArrayList 会先检查当前元素数量
size
是否已经等于
elementData
的容量
capacity
。如果相等，就意味着空间不够了，需要扩容。
扩容的步骤大致是这样的：
- 计算新的容量：通常是当前容量的 1.5 倍（
oldCapacity + (oldCapacity >> 1)
），再加上一点点（例如 +1），以确保至少能多容纳一个元素。如果计算出来的新容量还是比当前需要的最小容量小，就直接取最小容量。
- 创建一个新的数组：使用新的容量大小，创建一个新的
Object[]
。
- 复制元素：使用
System.arraycopy()
方法，将旧数组中的所有元素高效地复制到新创建的数组中。
- 更新引用：将
elementData
引用指向新的数组，旧数组则等待垃圾回收。
这个过程听起来很棒，但它确实带来了一些潜在的问题：
- 性能开销： 元素复制是一个 O(n) 的操作，这意味着如果你列表里有 10 万个元素，每次扩容都需要复制这 10 万个元素。虽然扩容操作不是每次
add
都发生，但如果频繁地进行小幅度的扩容，或者在短时间内添加大量元素，累积起来的复制操作会显著拖慢性能。想象一下，你每多买一个苹果就要换一个更大的冰箱，这效率肯定不高。
- 内存浪费： 为了避免频繁扩容，ArrayList 每次扩容都会预留一些空间（比如 1.5 倍），这意味着在扩容后到下一次满载之间，总有一部分内存是分配了但暂时未被使用的。对于内存敏感的应用，这可能是一个需要考虑的因素。
- 不是线程安全的： 这是一个比较隐蔽但非常重要的问题。ArrayList 不是线程安全的，这意味着在多线程环境下，如果多个线程同时对同一个 ArrayList 进行修改（比如一个线程
add
，另一个线程
remove
），就可能出现数据不一致的问题，甚至抛出
ConcurrentModificationException
。这是因为扩容操作不是原子性的，它包含多个步骤，在这些步骤之间，其他线程可能会干扰。如果需要在多线程环境中使用动态列表，通常会选择
Vector
（但性能差）或者
Collections.synchronizedList(new ArrayList<...>)
，更现代的选择是
CopyOnWriteArrayList
或其他并发集合。
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