Java 進階：List 集合 add 與 set 方法原理詳解

Java 進階：List 集合 add 與 set 方法原理詳解

java.util.List 接口提供了有序、可重複的集合操作。其中 add 用於插入元素，set 用於替換指定位置元素。本文通過源碼級分析，闡述兩種方法的重載形式、底層實現邏輯及性能特徵。

add 方法：兩種插入模式

1. 尾部追加 boolean add(E e)

將元素插入列表末尾。若列表結構發生變化（如擴容），返回 true；固定長度列表可能返回 false。

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("保護環境");
list.add("愛護地球");
list.add("從我做起");

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

2. 指定位置插入 void add(int index, E element)

在 index 處插入元素，原位置及後續元素索引 +1。索引從 0 開始，超出範圍拋出 IndexOutOfBoundsException。

ArrayList 底層邏輯：
1. 檢查容量，不足則擴容（1.5 倍）
2. System.arraycopy 將 index 及之後元素向後移動一位
3. 在 index 處寫入新元素
4. size++

set 方法：原地替換

void set(int index, E element)

將 index 處元素替換為 element，返回被替換的舊元素。不改變列表長度，時間複雜度 O(1)。同樣需檢查索引合法性。

性能對比與選型建議

頻繁中間插入刪除場景推薦 LinkedList；隨機訪問、尾部追加為主則選 ArrayList。