为什么java中的数组需要预定义长度，而对象不需要？
为了理解这一点，我们需要确定“大小”在java中是一个复杂的概念。有多种含义：
每个对象作为一个或多个堆节点存储在堆中，其中一个是主节点，其余的是可以从主节点访问的组件对象。
主堆节点由固定和不变的堆内存字节数表示。我将把它称为对象的本机大小。
数组具有显式 length 现场。未声明此字段。它有一个类型 int 不能分配给。实际上，每个数组示例的头中都有一个32位字段，其中包含 length .
这个 length 数组的大小直接Map到其本机大小。jvm可以根据 length .
不是数组示例的对象也具有本机大小。这是由对象的fi的数量和类型决定的

我的问题是，为什么指向数组的指针需要事先知道数组有多大，而指向任何其他对象的指针却不知道？
没有。在这里，它运行得非常好：

String[] x = new String[10];
x = new String[15];

整个“需要提前知道它有多大”只指数组对象。就像在， new int[10] 去堆，这就像一个巨大的海滩，创造了一个新的宝箱出来的稀薄空气，大到足以容纳10个整数（这是原始的，就像在这个例子中的硬币）。然后把它埋在沙子里，永远消失。所以为什么 new int[10]; 所有的孤独都是无用的。
当你写作的时候 int[] arr = new int[10]; ，你仍然这样做，但你现在也做了一个藏宝图。x标记了这个点这是Map。它不是int数组。它是指向int数组的Map。在java中，两者 [] 以及 . 是“跟着Map，往下挖，然后打开急诊室”。 arr[5] = 10; 意思是：跟着你的 arr Map，向下挖掘，打开你在那里找到的箱子，你会看到它有精确的10个小袋子的空间，每个袋子大到足以容纳一枚硬币。取第6袋。把里面的东西拿走，放一枚10吨的硬币进去。
不是Map需要知道Map指向的胸部有多大。是箱子本身。对于对象也是如此，在java中不可能制作一个可以任意调整自身大小的宝箱。
那么arraylist是如何工作的呢？
盒子里的Map。
arraylist在内部有一个类型为的字段 Object[] . 该字段不包含对象数组。不可能。它保存一个对象数组的Map：它是一个引用。
那么，当你创建一个新的数组列表时会发生什么呢？这是一个固定大小的宝箱，正好可以放两样东西：
一张Map到一个“物体阵列”的宝箱（它也会做，有10张Map的空间，把它埋在沙子里，并把Map存储到这个宝箱里面。
硬币袋。里面的硬币表示列表中实际包含多少个对象。Map上的宝藏，它导致了宝藏的空间为10张Map，但这枚硬币（价值：0）说，迄今为止，没有这些Map去任何地方。
如果你跑了 list.add("foo") ，这是很复杂的：
“foo”是一个对象（即宝藏），因此“foo”作为一个表达式解析为“foo”的Map。然后你就需要 list 宝藏Map，跟着它，往下挖，打开盒子，然后你大叫'哦！加上这个，把你的Map交给“福”财宝。这个盒子对你来说是不透明的，这就是oo的意义所在。
但是让我们深入研究arraylist的来源：它将做的是，查询它的宝藏Map到对象数组（它是私有的，你无法访问它，它位于一个隐藏的隔间中，只有生活在宝箱中的djinn才能打开），跟随它，向下挖掘，然后转到第一个插槽（为什么？因为硬币袋中的“硬币大小”当前为0）。它把Map带到任何地方，把它扔出去，把你的Map复制到“foo”宝藏，然后把副本放在那里。然后，它将硬币袋中的硬币换成一便士，表示它现在的尺寸是1。
如果你加上第11个元素，arraylist djinn会转到另一个宝藏，注意到没有空间了，然后说：好吧，该死。可以。然后它变出一个全新的宝箱，可以容纳15张藏宝图，它复制了旧宝箱中的10张Map，将它们移到新的宝箱中，将你添加的东西的Map副本添加为第11张，然后回到自己的宝箱中，撕下Map到真正的宝藏，并取代它的Map，新制作的宝藏（15插槽），并把一个11克拉硬币在邮袋。
原来的宝箱就留在原处。如果没有人有这方面的Map（也没有人有），最终，海滩清洁工会找到它，把它扔掉（那就是垃圾收集器）。
因此，所有的宝箱都是固定大小的，但是通过用新Map替换Map和召唤新的宝箱，你仍然可以使它看起来像 ArrayList 有收缩和生长的能力。
为什么数组不允许呢？因为不断缩小和增长的内容是复杂的，而且数组暴露了低级功能。不要使用数组，使用列表。

我将忽略你提供的大部分细节，并在编辑中回答问题。
我的问题是，为什么当我制作一个数组时，我需要告诉它它所指向的对象有多大，而当我制作任何其他对象时，它会自己缩放而不事先告诉它任何东西？
从“当我制作任何其他对象时，它会自行缩放”开始是值得的，因为这不是真的。如果创建这样的类：

class MyInteger
  public int value;
  public MyInteger(int value) {
    this.value = value;
  }
}

然后该类具有静态定义的大小。编译完这个类后 MyInteger 已经确定。在本例中，它是对象头大小（依赖于jvm）和整数大小（至少4个字节）。
一旦jvm分配了一个对象，它的大小就不能改变。jvm（更重要的是，垃圾收集器）将其视为一个字节块，直到它被回收。类，如 ArrayList 给人一种增长的错觉，但它们实际上是通过分配其他对象来工作的，它们存储对这些对象的引用。

class MyArrayList {
  public int[] values;
  public MyArrayList(int[] values) {
    this.values = values;
  }
}

在这种情况下 MyArrayList 示例将始终使用相同的内存量（对象头大小+引用大小），但引用的数组可能会更改。我们可以这样做：

MyArrayList list = new MyArrayList(new int[50]);

这会分配一块内存给 list ，以及 list.values . 如果我们那样做 ArrayList 有效地（内部）：

list.values = new int[500];

然后分配给 list 仍然是相同的大小，但是我们已经分配了一个新的块，然后在中引用它 list.values . 我们的老朋友 int[50] 没有引用（所以它可以被垃圾收集）。不过，重要的是，分配规模没有改变。我们重新分配了一个新的、更大的块供我们的列表使用，并从我们的列表中引用了它 MyArrayList 示例。

你似乎误解了“存储”的含义。你说“我可以存储的数据量没有限制”，但是如果你运行 myInteger.myValue = 15 ，则覆盖原来放在那里的值32。您仍然不能存储超过32位的数据，只不过您可以更改在该变量中输入的32位。
如果你想看看 ArrayList 作品，可以阅读源代码；它可以扩展，因为如果空间不足，它会创建一个新的更大的数组并切换其单个数组变量 elementData 去吧。
根据您的更新，您可能想知道是否有能力将许多不同的字段添加到对象定义中。在这种情况下，在编译类时，这些字段及其类型是固定的，从那时起，类的大小就固定了。不能像javascript那样在运行时堆入额外的属性。你是在事先告诉它需要的规模。