qwerty5509 ,
1) Размер массива определяется интом, то есть 4 байта. Соответственно, максимальное количество расширений массива будет не более 32 (или 31 - не суть).
2) Размер, который занимает, например, массив рефернсов размера 2 ^ 31 это 2 ^ 34 байт, что эквивалентно 16Gb. На практике люди очень редко хотя бы отдаленно приближаются к этим цифрам, поэтому крайние, наиболее тяжелые, ресайзы отбрасываем.
3) Как уже заметили, операции добавления одного элемента и операции копирования массива нельзя ставить в один ряд. Например, записать 8 раз по одному байту - это восемь отдельных записей. А скопировать массив байт размером 8 - это одна запись.
4) Исходя из всего этого разработчики JavaSE сказали - приближенно, особенно с учетом амортизации (то есть исходя из того, что вы не просто бездумно долбите Add(), но и что-то полезное между ними делаете), можно считать, что операция Add() выполняется за O(1).