ArrayList用法详解（Java）_java arraylist使用

ArrayList

Java 集合框架中最常用的类之一。ArrayList 是基于数组的动态数组，它提供了动态增长和缩减容量的功能，因此非常适合存储和操作元素数量可变的集合。

一、底层原理：

1. 数组

• ArrayList 使用一个数组来存储元素。
• 初始时，ArrayList 创建一个固定大小的数组来保存元素。
• 当数组已满时，ArrayList 会创建一个新的更大的数组，并将所有元素从旧数组复制到新数组中。

2. 动态增长

• 当向 ArrayList 中添加元素时，它会检查当前数组是否已满。
• 如果数组已满，ArrayList 会创建一个新的数组，其大小通常是当前数组大小的两倍，然后将所有元素从旧数组复制到新数组中。
• 目的是为了避免在添加新元素时频繁地调整数组的大小，从而提高性能。

3. 数组大小调整策略

• ArrayList 实现了一种称为 “grow” 的策略，即当数组容量不足时，新数组的大小通常是当前数组大小的两倍。
• 这种策略旨在平衡内存占用和性能。
• 通常情况下，ArrayList 的添加操作的时间复杂度是 O(1)，但在数组容量不足时可能会触发 O(n) 的复制操作，其中 n 是当前元素数量。

4. 容量控制

• ArrayList 允许通过 ensureCapacity(int minCapacity) 方法手动设置底层数组的容量。这个方法可以用于在大量元素添加之前预先分配足够的内存，以提高性能。

二、用法示例：

1. 创建 ArrayList

import java.util.ArrayList;

// 创建一个 ArrayList 对象
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
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2. 添加元素

// 添加单个元素
list.add("Apple");

// 在指定位置添加元素
list.add(1, "Banana");
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3. 获取元素

// 获取指定位置的元素
String fruit = list.get(0);
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4. 修改元素

// 修改指定位置的元素
list.set(0, "Orange");
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5. 删除元素

// 删除指定位置的元素
String removedElement = list.remove(1);

// 删除指定元素的第一个匹配项
boolean isRemoved = list.remove("Banana");
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6. 获取大小

// 获取 ArrayList 的大小（元素数量）
int size = list.size();
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7. 检查是否为空

// 检查 ArrayList 是否为空
boolean isEmpty = list.isEmpty();
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8. 迭代遍历

// 使用 for-each 循环遍历 ArrayList
for (String item : list) {
    System.out.println(item);
}

// 使用迭代器遍历 ArrayList
Iterator<String> iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
    String item = iterator.next();
    System.out.println(item);
}
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9. 转换为数组

// 将 ArrayList 转换为数组
String[] array = list.toArray(new String[0]);
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10. 清空 ArrayList

// 清空 ArrayList
list.clear();
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