배열과 동적 배열 — ArrayList가 크기를 늘리는 진짜 방법

// 자바에서 정적 배열 선언
int[] arr = new int[10]; // 크기 10으로 고정
arr[0] = 42;             // O(1) 접근

// ArrayList 내부 (간략화)
public class ArrayList<E> {
    Object[] elementData; // 실제 데이터를 저장하는 배열
    int size;             // 현재 저장된 요소 수
}

ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
// 기본 capacity: 10 (Java 8 기준, 최초 add 시 할당)
// size: 0

list.add("A"); // size: 1, capacity: 10
list.add("B"); // size: 2, capacity: 10
// ... 10개까지는 배열 확장 없이 추가 가능

// ArrayList.grow() 메서드 (간략화)
private void grow(int minCapacity) {
    int oldCapacity = elementData.length;
    // 기존의 1.5배로 새 크기 계산
    int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
    elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}

1 + 2 + 4 + 8 + ... + n ≈ 2n

import java.util.ArrayList;

public class ArrayListExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 기본 생성 (초기 capacity: 10)
        ArrayList<String> names = new ArrayList<>();

        // 끝에 추가: amortized O(1)
        names.add("Alice");
        names.add("Bob");
        names.add("Charlie");

        // 인덱스 접근: O(1)
        String first = names.get(0); // "Alice"

        // 중간 삽입: O(n)
        names.add(1, "David"); // Bob 이전에 삽입

        // 삭제: O(n)
        names.remove(2); // Bob 삭제

        System.out.println(names); // [Alice, David, Charlie]
    }
}

// DB에서 대략 1000건 정도 조회될 것으로 예상
ArrayList<Order> orders = new ArrayList<>(1000);

// 불필요한 배열 복사를 줄일 수 있습니다
for (Order order : queryResult) {
    orders.add(order);
}

ArrayList<String> list = new ArrayList<>(1000);
// 실제로 100개만 추가했다면
// capacity: 1000, size: 100 → 900칸 낭비

list.trimToSize(); // capacity를 size에 맞춰 줄임
// capacity: 100, size: 100

@Entity
public class Order {
    @OneToMany(mappedBy = "order")
    private List<OrderItem> items = new ArrayList<>();
    // JPA는 내부적으로 PersistentBag 등으로 래핑하지만
    // 기본 동작은 ArrayList 기반입니다
}

// collect(Collectors.toList())는 내부적으로 ArrayList를 생성합니다
List<String> filtered = names.stream()
    .filter(name -> name.startsWith("A"))
    .collect(Collectors.toList());

// 이 리스트는 고정 크기입니다 (java.util.Arrays$ArrayList)
List<String> fixed = Arrays.asList("A", "B", "C");
fixed.add("D"); // UnsupportedOperationException 발생!

// 수정 가능한 ArrayList로 변환
List<String> mutable = new ArrayList<>(Arrays.asList("A", "B", "C"));
mutable.add("D"); // 정상 동작