arraylist用法

ArrayList的详细使用指南

简介

ArrayList是Java集合框架中非常重要的一个类，它允许动态地添加和删除元素，这为程序设计提供了极大的灵活性，本文将深入探讨ArrayList的基本用法、内部实现机制以及常见的操作技巧。

基本用法

初始化ArrayList

ArrayList的初始化非常直观，可以创建一个空的ArrayList，也可以在创建时指定初始容量，或者通过已有的集合来初始化。

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
public class ArrayListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 不初始化容量
        ArrayList<String> arr1 = new ArrayList<>();
        // 初始化容量为3
        ArrayList<String> arr2 = new ArrayList<>(3);
        // 用一个集合或数组初始化
        ArrayList<String> arr3 = new ArrayList<>(Arrays.asList("a", "b", "c"));
    }
}

添加元素

添加元素到ArrayList有几种方法，包括在尾部添加元素、在指定位置插入元素等。

public class ArrayListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> sites = new ArrayList<>();
        sites.add("Google");
        sites.add("Runoob");
        sites.add("Taobao");
        sites.add(1, "Wiki"); // 在第二个位置插入"Wiki"
        System.out.println(sites); // 输出： [Google, Wiki, Runoob, Taobao]
    }
}

访问和修改元素

访问ArrayList中的元素可以使用get()方法，修改则可以使用set()方法。

public class ArrayListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> sites = new ArrayList<>();
        sites.add("Google");
        sites.add("Runoob");
        sites.add("Taobao");
        sites.add("Weibo");
        System.out.println(sites.get(1)); // 访问第二个元素，输出： Runoob
        sites.set(2, "Wiki"); // 将第三个元素改为"Wiki"
        System.out.println(sites); // 输出： [Google, Runoob, Wiki, Weibo]
    }
}

删除元素

从ArrayList中删除元素可以使用remove()方法，这个方法有两种形式：根据索引删除和根据对象删除。

public class ArrayListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> sites = new ArrayList<>();
        sites.add("Google");
        sites.add("Runoob");
        sites.add("Taobao");
        sites.add("Weibo");
        sites.remove(3); // 根据索引删除第四个元素
        sites.remove("Taobao"); // 根据对象删除元素"Taobao"
        System.out.println(sites); // 输出： [Google, Runoob]
    }
}

计算大小和清空列表

size()方法用于获取ArrayList中的元素数量，而clear()方法用于清空整个ArrayList。

public class ArrayListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> sites = new ArrayList<>();
        sites.add("Google");
        sites.add("Runoob");
        sites.add("Taobao");
        sites.add("Weibo");
        System.out.println(sites.size()); // 输出： 4
        sites.clear(); // 清空所有元素
        System.out.println(sites.size()); // 输出： 0
    }
}

遍历ArrayList

遍历ArrayList有多种方式，包括使用for循环、增强for循环和迭代器，使用for循环和增强for循环的效率较高，而迭代器的遍历方式则提供了更多的功能，如删除元素。

public class ArrayListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> sites = new ArrayList<>();
        sites.add("Google");
        sites.add("Runoob");
        sites.add("Taobao");
        sites.add("Weibo");
        // 使用for循环遍历
        for (int i = 0; i < sites.size(); i++) {
            System.out.println(sites.get(i));
        }
        // 使用增强for循环遍历
        for (String site : sites) {
            System.out.println(site);
        }
        // 使用迭代器遍历并删除元素
        Iterator<String> it = sites.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            String site = it.next();
            if (site.equals("Runoob")) {
                it.remove(); // 删除"Runoob"
            }
        }
    }
}

内部实现原理解析

ArrayList的内部实现基于动态数组，当添加新元素且当前数组已满时，它会创建一个新的、更大的数组，并将旧数组的所有元素复制到新数组中，这种扩展策略使得大多数添加操作的时间复杂度为O(1)，但在需要扩展数组时，单次添加的时间复杂度为O(n)。

归纳与最佳实践

ArrayList提供灵活的动态数组功能，非常适合于需要频繁访问元素的场景，它在多线程环境中不是线程安全的，因此在多线程应用中可以考虑使用Vector或CopyOnWriteArrayList，合理预估并设置ArrayList的初始容量可以避免不必要的数组扩展操作，从而提高性能。