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Java ArrayList的介绍及用法

news 2025/8/16 5:55:46

十分想念顺店杂可。。。

ArrayList 是 Java 集合框架中最常用的类之一，实现了 List 接口，底层基于动态数组实现，支持动态扩容，相比普通数组更灵活。以下是其详细介绍及用法：

一、核心特性

动态大小：无需预先指定容量，可自动扩容（初始容量为 10，满后扩容为原容量的 1.5 倍）。
允许重复元素：可存储多个相同值的元素。
有序集合：元素按插入顺序排列，支持通过索引访问。
非线程安全：多线程环境下并发修改可能导致异常（需手动同步或使用 CopyOnWriteArrayList）。
存储引用类型：只能存储对象（基本类型需用包装类，如 Integer 而非 int）。

二、基本用法（代码示例）

1. 引入包与创建对象

ArrayList 位于 java.util 包，需先导入，创建时需指定泛型（元素类型）：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;public class ArrayListDemo {public static void main(String[] args) {// 创建存储String类型的ArrayList（推荐声明为List接口）List<String> list = new ArrayList<>();// 可指定初始容量（减少扩容次数，优化性能）List<Integer> numList = new ArrayList<>(20); // 初始容量20}
}

2. 常用方法

（1）添加元素：`add()`

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("Java"); // 末尾添加元素 → [Java]
list.add(0, "Python"); // 指定索引插入 → [Python, Java]（索引需≤当前size）
list.addAll(List.of("C", "C++")); // 批量添加 → [Python, Java, C, C++]

（2）访问元素：`get()`

通过索引获取元素（索引从 0 开始，需注意 IndexOutOfBoundsException）：

String first = list.get(0); // 获取第1个元素 → "Python"
int size = list.size(); // 获取元素个数 → 4

（3）修改元素：`set()`

替换指定索引的元素，返回被替换的旧值：

String old = list.set(1, "JavaScript"); // 替换索引1的元素 → 旧值"Java"
// 此时list为 [Python, JavaScript, C, C++]

（4）删除元素：`remove()`

String removed = list.remove(2); // 移除索引2的元素 → 返回"C"，list变为 [Python, JavaScript, C++]
boolean isRemoved = list.remove("C++"); // 移除指定值的元素 → 返回true，list变为 [Python, JavaScript]

（5）判断与查找

boolean isEmpty = list.isEmpty(); // 判断是否为空 → false
boolean contains = list.contains("Python"); // 是否包含指定元素 → true
int index = list.indexOf("JavaScript"); // 首次出现的索引 → 1
int lastIndex = list.lastIndexOf("Python"); // 最后出现的索引 → 0（元素唯一时与indexOf相同）

（6）清空与截取

list.clear(); // 清空所有元素 → list变为空
List<String> subList = list.subList(0, 2); // 截取子列表（从索引0到2，不含2）→ [Python, JavaScript]

3. 遍历方式

（1）普通 for 循环（通过索引）

for (int i = 0; i < list.size(); i++) {System.out.println(list.get(i));
}

（2）增强 for 循环（foreach）

for (String element : list) {System.out.println(element);
}

（3）迭代器（`Iterator`）

支持在遍历中安全删除元素：

import java.util.Iterator;Iterator<String> iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()) {String element = iterator.next();if (element.equals("Python")) {iterator.remove(); // 安全删除当前元素}
}

（4）Java 8+ 流（Stream）

list.stream().forEach(System.out::println); // 简化遍历

三、注意事项

扩容机制：当元素数量超过当前容量时，ArrayList 会自动扩容为原容量的 1.5 倍（通过 Arrays.copyOf() 复制数组）。若预知元素数量，创建时指定初始容量可减少扩容次数（提升性能）。

与数组的转换：

// ArrayList → 数组
String[] arr = list.toArray(new String[0]); // 推荐传递类型数组，避免强制转换// 数组 → ArrayList（注意：返回的是固定大小的List，不能添加/删除元素）
List<String> fixedList = Arrays.asList(arr); 
// 若需可变List，需再包装一次：
List<String> mutableList = new ArrayList<>(Arrays.asList(arr));

与 LinkedList 的对比：
- ArrayList 基于数组，随机访问快（get(index) 时间复杂度 O (1)），增删中间元素慢（需移动元素，O (n)）。
- LinkedList 基于链表，增删中间元素快（O(1)），随机访问慢（O(n)）。
- 频繁查改选 ArrayList，频繁增删中间元素选 LinkedList。
线程安全：多线程环境下，可使用 Collections.synchronizedList() 包装：
```
List<String> safeList = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
```