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11.Java基础概念-ArrayList

article 2025/3/7 9:07:47

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ArrayList是Java中的一个类，它实现了List接口，是基于动态数组的数据结构。它可以自动扩展以容纳任意数量的元素，并允许随机访问元素。ArrayList是使用数组实现的，所以它具有数组的优点，如随机访问快速，但也有一些缺点，如插入和删除元素时的性能较差。

以下是ArrayList的一些重要特性和用法：

1.自动扩容：当向ArrayList中添加元素时，如果当前容量不足，它会自动增加容量以容纳新元素。这个过程是通过创建一个更大的数组，并将原始数组中的元素复制到新数组中来实现的。根据下面源代码，可以看出数组的默认长度为10。

/**
 * Default initial capacity.
 */
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
        if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
            return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
        }
        return minCapacity;
}

2.随机访问：ArrayList允许通过索引来访问元素。通过调用get(int index)方法，可以获取指定位置的元素。由于ArrayList是基于数组实现的，所以在访问指定位置的元素时速度很快，时间复杂度为O(1)。

public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> = new ArrayList<>();
        list.add(1);
        list.add(2);
        list.add(3);
        list.add(1);
        list.add(2);
        //获取1下标的元素
        System.out.println(list.get(1));//2
        //设置0下标的元素为2
        System.out.println(list.set(0, 2));//1
        //判断集合中是否存在元素5
        System.out.println(list.contains(5));//false
        //返回第一个2出现的位置
        System.out.println(list.indexOf(2));//0
        //返回最后一次出现2的位置
        System.out.println(list.lastIndexOf(2));//4

        //截取0~3位置的元素
        List<Integer> sub = list.subList(0,3);
        System.out.println(sub.toString());// [2, 2, 3]
        System.out.println(list.toString());// [2, 2, 3, 1, 2]
    }

3.动态添加和删除元素：ArrayList提供了一系列的方法来添加和删除元素。可以使用add(E element)方法在列表的末尾添加元素，也可以使用add(int index, E element)方法在指定位置插入元素。可以使用remove(int index)方法删除指定位置的元素，也可以使用remove(Object obj)方法删除指定的元素。

public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(2);//尾插2
        System.out.println(list.toString());// [2]
        list.add(0,1);//0下标插入1
        System.out.println(list.toString());// [1, 2]

        //Collection接口的子类
        List<Integer> list2 = new LinkedList<>();
        list2.add(3);
        list2.add(4);

        list.addAll(list2);//将list2集合中的元素尾插到list中
        System.out.println(list.toString());// [1, 2, 3, 4]
        list.addAll(1,list2);//将list2集合中的元素从1下标插入list中
        System.out.println(list.toString());// [1, 3, 4, 2, 3, 4]
    }

public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(1);
        list.add(2);
        list.add(3);
        list.add(2);
        list.add(1);

        //删除下标为0的元素,并返回该元素
        int n = list.remove(0);
        System.out.println(n);// 1
        System.out.println(list.toString());// [2, 3, 2, 1]

        //删除第一个2
        //通过显示装箱，将2数字包装成对应的包装类
        boolean result = list.remove(new Integer(2));
        System.out.println(result);// true
        System.out.println(list.toString());// [3, 2, 1]

        //清空元素
        list.clear();
        System.out.println(list.toString());// []
    }

4.遍历元素：可以使用for循环或迭代器来遍历ArrayList中的元素。使用for循环时，可以通过调用size()方法来获取列表的大小，然后使用get(int index)方法来获取每个元素。使用迭代器时，可以调用iterator()方法来获取迭代器对象，并使用hasNext()和next()方法来遍历元素。

        ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>();
        arrayList.add(1);
        arrayList.add(2);
        arrayList.add(3);
        //打印一：for
        for (int i = 0; i < arrayList.size(); i++) {
            System.out.print(arrayList.get(i)+" ");
        }

        //打印二：foreach
        for (Integer x : arrayList) {
            System.out.print(x + " ");
        }
        System.out.println();

        //打印三：迭代器
        //默认是从 0 下标开始打印
        System.out.println("===Iterator===");
        Iterator<Integer> it =  arrayList.iterator();//创建迭代器
        while (it.hasNext()) {
            System.out.print(it.next() +" ");
        }
        System.out.println();
 
        System.out.println("===listIterator倒着打印===");
        //从 指定位置 开始打印     list1.size()
        ListIterator<Integer> it2 =  arrayList.listIterator(arrayList.size());
        while (it2.hasPrevious()) {
            System.out.print(it2.previous() +" ");
        }
        System.out.println();

5.泛型支持：ArrayList是一个泛型类，可以指定存储在其中的元素类型。这可以增加代码的类型安全性，并且在编译时可以更好地检测错误。

6.可以存储任意类型的元素：ArrayList可以存储任何类型的对象，包括基本数据类型的包装类，如Integer和Double。

总结起来，ArrayList是一个可变大小的数组，它提供了高效的随机访问和动态添加/删除元素的功能。使用ArrayList可以方便地操作和管理大量的数据。但是需要注意的是，由于ArrayList是基于数组实现的，所以在频繁插入和删除元素时性能较低，这时应该考虑使用LinkedList等其他数据结构。