ArrayList使用set或add方法添加指定元素抛出IndexOutOfBoundsException

问题

直接使用arrayList通过add(int index,E e)添加指定位置的元素

ArrayList<String> array = new ArrayList<String>();
array.add(1,"hello world");

arraylist 调用clear()方法后通过set()指定位置的元素

ArrayList<String> array = new ArrayList<String>();
array.add("hello");
array.add("world");
array.clear();
array.set(2,"mitty");

上述两种情况都会出现IndexOutOfBoundsException，其实不单单是这两种情况，只要涉及到ArrayList中对index元素操作的方法都需要注意，下面就通过源码来分析原因。

原因

ArrayList生成对象如果不是集合copy，即：

public ArrayList(Collection<? extends E> collection)
{
...
}

也没有通过add按顺序添加元素或元素集合，即：

public boolean add(E object);

public boolean addAll(Collection<? extends E> collection) ;

ArrayList中的size是不会发生变化的，所以在指定index的时候一般会先判断数组下标是否越界，如：

public void add(int index, E object) {
//ArrayList中真正存取元素的数组，所以本质上说，ArrayList是数组的包装类。
Object[] a = array;
//index反应数组真实元素个数，数组的大小比元素个数多。
int s = size;
//这里会判断数组的大小是否越界
if (index > s || index < 0) {
throwIndexOutOfBoundsException(index, s);
}
//小于size直接添加，大于则扩展数组的大小
if (s < a.length) {
System.arraycopy(a, index, a, index + 1, s - index);
} else {
// assert s == a.length;
Object[] newArray = new Object[newCapacity(s)];
System.arraycopy(a, 0, newArray, 0, index);
System.arraycopy(a, index, newArray, index + 1, s - index);
array = a = newArray;
}
a[index] = object;
size = s + 1;
modCount++;
}

同样set(int index,E e)也会判断，但是开始添加了两个元素，那为什么第二种情况会发生呢？因为调用了clear()方法，clear方法会清空元素，并将size置为0，所以比较的时候就会；

public void clear() {
if (size != 0) {
Arrays.fill(array, 0, size, null);
size = 0;
modCount++;
}
}

扩容的规则

private static final int MIN_CAPACITY_INCREMENT = 12;

private static int newCapacity(int currentCapacity) {
int increment = (currentCapacity < (MIN_CAPACITY_INCREMENT / 2) ?
MIN_CAPACITY_INCREMENT : currentCapacity >> 1);
return currentCapacity + increment;
}

结论

ArrayList实际上是数组的封装，而元素大小size是真实的反应ArrayList中元素的真实个数，元素的增加是按顺序增长的，size并不是数组的长度，所以在不确定ArrayList元素个数的情况下，需要先确定ArrayList的元素大小在去考虑对ArrayList指定元素的操作。