Java中的List add(int index, E element)方法

在Java中，List是一种非常常见的数据结构，它可以存储一组有序的元素并提供一系列对这些元素进行操作的方法。其中一个很有用的方法是add(int index, E element)，它可以在指定位置插入一个元素。本文将深入探讨这个方法。

`add(int index, E element)`方法的定义

先来看一下add(int index, E element)方法的具体定义。其实现原理是在指定的索引位置插入指定的元素，从而增加了这个List的大小。

boolean add(int index, E element);

返回值类型为boolean，表示是否成功插入元素。如果该方法成功插入指定元素，则返回true，否则返回false。

`add(int index, E element)`方法的用法

下面来看一下add(int index, E element)方法的用法。在使用这个方法的时候，需要先创建一个List对象，例如：

List<String> list = new ArrayList<String>();

然后，只需要使用add(int index, E element)方法来插入一个元素即可。假设我们想要在索引为2的位置插入一个字符串：

list.add(2, "inserted");

这个要插入的字符串将被添加到指定位置，并且所有之前的元素将被向后移动一个位置。现在，我们可以使用get(int index)方法来检查是否已经成功添加了元素：

System.out.println(list.get(2));

上述代码将输出：

inserted

`add(int index, E element)`方法可能出现的异常

当使用add(int index, E element)方法时，请注意可能会出现以下两种异常：

IndexOutOfBoundsException

如果指定的索引超出 List 的范围（也就是小于 0 或大于等于 List 的大小），则方法会抛出IndexOutOfBoundsException异常。

例如：

list.add(-1, "inserted"); // 抛出IndexOutOfBoundsException异常
list.add(list.size() + 1, "inserted"); // 抛出IndexOutOfBoundsException异常

NullPointerException

如果要插入的元素是null，则该方法将抛出NullPointerException异常。

例如：

list.add(2, null); // 抛出NullPointerException异常

`add(int index, E element)`方法的性能

在实际开发中，我们不能只关注方法的功能，性能也是很重要的一个因素。下面来看一下add(int index, E element)方法的性能。

时间复杂度

在 ArrayList 中，插入元素（在数组中）需要移动后面的所有元素，时间复杂度为 O(N)。因此，如果在 List 的末尾插入元素，则时间复杂度为 O(1)。但是，如果在 List 中间插入元素，则时间复杂度会相应地变慢。所以，我们最好在 List 的末尾添加元素。

空间复杂度

在 ArrayList 中，当我们在 List 的末尾添加元素时，ArrayList 维护一个数组，因此空间复杂度为 O(N)。

`add(int index, E element)`方法的示例

下面是一个完整的 add(int index, E element)方法的示例程序，其中演示了怎么在 List 中插入元素：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class ListAddExample {
    public static void main(String[] args) {

        // 创建 List 对象
        List<String> list = new ArrayList<String>();

        // 在 List 中插入元素
        list.add("java");
        list.add("python");
        list.add("ruby");

        // 在指定位置插入元素
        list.add(1, "php");

        // 输出所有元素
        for (String str : list) {
            System.out.println(str);
        }
    }
}

运行上面的程序，将得到以下输出：