Java数组元素复制到不同容量新数组及索引越界问题排查求助

• 字段语义混淆，缩容时未同步更新有效元素计数：你代码中命名为capacity的字段实际存储的是已存入数组的有效元素个数，并非数组的最大容量。当调用changeCapacity传入的新容量小于当前已存入的有效元素数量时，Arrays.copyOfRange生成的新数组长度仅为新容量值，但capacity字段不会同步修改，后续执行toString遍历、add插入元素时，会访问超过新数组长度的下标，直接触发数组越界错误。
• bag数组错误使用static修饰：static修饰的成员属于类本身而非类实例，如果你创建多个IntBag2对象，所有对象会共享同一个数组，任意对象修改数组内容都会影响其他所有对象，属于逻辑设计错误。
• 容量调整逻辑缺失参数校验：当前changeCapacity方法没有对输入的新容量做合法性校验，传入负数、0等非法值时会直接触发Arrays.copyOfRange的参数异常。

import java.util.Scanner;
import java.util.Arrays;

public class IntBag2 {
    private static final int INITIAL_SIZE = 20;
    // 移除static修饰，每个实例持有独立数组
    private int[] bag;
    // 重命名为size，明确语义：存储已存入的有效元素个数
    private int size;

    public IntBag2() {
        bag = new int[INITIAL_SIZE];
    }

    public IntBag2(int initCapacity) {
        if (initCapacity <= 0) {
            throw new IllegalArgumentException("初始容量必须大于0");
        }
        bag = new int[initCapacity];
    }

    public boolean add(int item) {
        if (size == bag.length)
            return false;

        bag[size++] = item;
        return true;
    }

    public void changeCapacity(int newCapacity) {
        if (newCapacity <= 0) {
            throw new IllegalArgumentException("新容量必须大于0");
        }
        // 新容量小于当前有效元素数时，截断有效元素计数，避免越界
        if (newCapacity < size) {
            size = newCapacity;
        }
        bag = Arrays.copyOfRange(bag, 0, newCapacity);
    }

    @Override
    public String toString() {
        String result = "Bag: ";
        for (int i = 0; i < size; i++)
            result += bag[i] + " ";
        return result;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        IntBag2 intBag = new IntBag2();
        boolean done = false;

        while (!done) {
            System.out.println("1. Add an Item to the Array");
            System.out.println("2. Change Length of Array");
            System.out.println("3. toString");
            switch (input.nextInt()) {
                case 1:
                    System.out.println("Add an Item to the Array");
                    intBag.add(input.nextInt());
                    break;
                case 2:
                    System.out.println("Change Length of Array");
                    intBag.changeCapacity(input.nextInt());
                    break;
                case 3:
                    System.out.println("toString");
                    System.out.println(intBag.toString());
                    break;
            }
        }
        input.close();
    }
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user16854661