Java 原生的数组拷贝方法（ArrayList 在指定位置插入元素）

System.arraycopy(
    Object src,       // 源数组
    int srcPos,       // 源数组中开始拷贝的位置
    Object dest,      // 目标数组
    int destPos,      // 目标数组中开始写入的位置
    int length        // 要拷贝的元素个数
);

2、对应ArrayList.java源代码里的参数

System.arraycopy(
    elementData,      // 源数组：就是 ArrayList 底层的存储数组
    index,            // 源起始位置：从 index 位置开始拷贝
    elementData,      // 目标数组：还是同一个数组（原地拷贝）
    index + 1,        // 目标起始位置：从 index+1 位置开始写入
    s - index         // 拷贝长度：从 index 到末尾，共有 s - index 个元素
);

三、它到底做了什么？

举个例子：

假设当前数组 elementData 里有 [A, B, C, D]，size = 4，你要在 index=1 的位置插入元素。

执行 System.arraycopy 时：

1、从 index=1 开始，拷贝 4 - 1 = 3 个元素（也就是 B, C, D）
2、把它们写入到 index+1=2 的位置
3、执行后数组变成：[A, B, B, C, D]

然后下一行代码 elementData[index] = element; 会把 index=1 的位置替换成新元素，比如 X，最终数组就是：[A, X, B, C, D]

四、为什么要这么做？

因为数组是连续内存结构，不能直接在中间插入元素。要在 index 位置插入新元素，必须先把 index 及其后面的所有元素整体向后移动一位，腾出 index 位置，再放入新元素。

这就是 ArrayList 插入效率低的根本原因：移动元素需要 O (n) 时间，插入位置越靠前，需要移动的元素越多。

五、补充说明

1、`elementData` 既是源数组又是目标数组，这是原地拷贝，不会额外占用内存。

2、拷贝的长度 `s - index`，是从 `index` 到数组有效元素末尾的所有元素个数，保证移动后不会丢失任何数据。

六、完整示例：模拟 ArrayList 插入过程

1、代码实例

public class ArrayListInsertDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 模拟 ArrayList 底层数组
        Object[] elementData = {"A", "B", "C", "D", null, null};
        // 当前有效元素个数（size）
        int s = 4;
        // 要插入的位置
        int index = 1;
        // 要插入的元素
        String element = "X";

        System.out.println("插入前数组状态：");
        printArray(elementData, s);

        // 执行 System.arraycopy，把 index 及其后面的元素整体后移一位
        System.arraycopy(
            elementData,      // 源数组
            index,            // 源起始位置：从 index=1 开始拷贝
            elementData,      // 目标数组（原地拷贝）
            index + 1,        // 目标起始位置：从 index+1=2 开始写入
            s - index         // 拷贝长度：4 - 1 = 3 个元素（B、C、D）
        );

        System.out.println("\n执行 arraycopy后（元素已后移，index位置空出来了）：");
        printArray(elementData, s);

        // 把新元素放入 index 位置
        elementData[index] = element;
        // 有效元素个数 +1
        s = s + 1;

        System.out.println("\n插入完成后的数组状态：");
        printArray(elementData, s);
    }

    // 辅助方法：打印数组有效元素
    private static void printArray(Object[] array, int size) {
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            System.out.print(array[i] + " ");
        }
        System.out.println();
    }
}

2、运行结果

插入前数组状态：
A B C D 

执行 arraycopy 后（元素已后移，index 位置空出来了）：
A B B C D 

插入完成后的数组状态：
A X B C D

七、过程拆解

1、插入前：

数组有效元素是 [A, B, C, D]，要在 index=1 插入 X。

2、`arraycopy` 执行后：

B、C、D 整体后移一位，数组变成 [A, B, B, C, D]，index=1 位置被空出来（此时还是原来的 B，但马上会被覆盖）。

3、放入新元素：

把 index=1 位置替换为 X，最终得到 [A, X, B, C, D]。

八、关键结论

1、`System.arraycopy` 做的事，就是把 `index` 及其后面的元素整体向后移动一位，为新元素腾出位置。

2、这种原地拷贝的方式，保证了数组在插入时不会丢失数据，但也导致了 `ArrayList` 在中间位置插入的时间复杂度是 O(n)（需要移动 n 个元素）。

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