O que é um ArrayList?

Um ArrayList na programação de computadores é uma estrutura de dados que se comporta como uma matriz de computador, mas também implementa a capacidade de aumentar dinamicamente o tamanho da matriz, conforme necessário. Ao contrário de um tipo de dados intrínseco da matriz, que não pode ser redimensionado durante a execução do programa, a estrutura ArrayList pode aumentar e diminuir o tamanho da matriz em resposta à adição ou exclusão de elementos. Possui um perfil de desempenho bastante favorável, permitindo rápido acesso aleatório à coleta de dados. Existem duas instâncias, no entanto, em que é mais lenta que algumas outras estruturas de dados, a saber, a adição e remoção de elementos do meio da matriz. A maioria das linguagens de programação orientada a objetos tem algum tipo de implementação dessa lista, embora às vezes sejam chamadas de matrizes dinâmicas.

O uso de um ArrayList fornece a um programa a capacidade de acessar objetos de dados com um número de índice instantaneamente, em vez de ter que percorrer toda uma sequência de dados para encontrar um endereço, o que é necessário nas listas vinculadas. Com a capacidade de aumentar o tamanho da matriz, conforme necessário, é uma abordagem muito equilibrada que considera flexibilidade e velocidade. Além disso, quando os elementos são removidos dessa lista, o tamanho da matriz é reduzido, liberando espaço na memória.

Um benefício do uso de um ArrayList sobre algumas outras estruturas de dados é que um objeto wrapper não é necessário para conter os dados que estão sendo armazenados. No caso de uma lista vinculada ou uma tabela de hash, geralmente é necessário um objeto separado para manter a técnica usada para manter e manipular a coleção. Com um ArrayList, as únicas informações necessárias sobre os objetos de dados são o endereço do objeto na memória. Isso significa que haverá menos uso de memória adicional ao trabalhar com esse tipo de lista.

Um possível problema com o uso de um ArrayList pode advir do sistema de implementação e gerenciamento de memória. A maioria das matrizes é alocada como locais de memória consecutivos. Portanto, para usar um ArrayList de um determinado tamanho, pelo menos essa quantidade de memória deve estar disponível em uma sequência ininterrupta de blocos. A matriz dinâmica pode se redimensionar várias vezes, para que a fragmentação da memória possa ocorrer e leve a uma falha na alocação de memória, interrompendo a execução do programa.

O desempenho de um ArrayList é semelhante ao uso de uma matriz padrão, embora os tempos de acesso sejam um pouco mais lentos porque a matriz está encapsulada em um objeto. Uma instância em que uma matriz dinâmica pode diminuir drasticamente, dependendo da implementação, é quando o tamanho da matriz precisa ser alterado. Isso pode envolver a cópia da matriz atual em uma nova matriz alocada para o novo tamanho desejado, causando uma degradação temporária no desempenho. O mesmo problema pode ocorrer ao adicionar ou remover um elemento do meio da lista, fazendo com que todos os elementos a seguir precisem ser movidos para um novo local.