Java ArrayList

📌 目录

1. 什么是 ArrayList？
2. ArrayList 的特性
3. 创建和初始化 ArrayList
4. ArrayList 常用方法
   • 4.1 添加元素
   • 4.2 访问元素
   • 4.3 修改元素
   • 4.4 删除元素
   • 4.5 检查元素
   • 4.6 清空集合
5. ArrayList 性能
6. ArrayList 和 LinkedList 的比较
7. 总结
8. 参考资料
9. 出站链接

1. 什么是 ArrayList？

ArrayList 是 Java 集合框架中的一个实现类，属于 List 接口的实现。它是基于动态数组来实现的，可以存储重复元素，并且元素是有序的。ArrayList 提供了对元素的快速访问和修改。

与数组不同，ArrayList 可以动态扩展，当元素超出初始容量时，ArrayList 会自动增长其大小。

2. ArrayList 的特性

• 可变大小：ArrayList 会根据元素数量动态扩展其容量，初始容量为 10。
• 允许重复元素：与数组不同，ArrayList 可以存储重复元素。
• 有序：ArrayList 保持元素的插入顺序，访问时按照插入顺序返回。
• 随机访问：由于底层是数组实现，可以通过索引访问元素，时间复杂度为 O(1)。
• 线程不安全：ArrayList 不是线程安全的，如果在多线程环境中使用，需手动同步。

3. 创建和初始化 ArrayList

创建空的 ArrayList

import java.util.ArrayList;

public class ArrayListExample {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        System.out.println("ArrayList created: " + list);
    }
}

创建并初始化 ArrayList

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;

public class ArrayListExample {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList("Java", "Python", "C++"));
        System.out.println("ArrayList initialized: " + list);
    }
}

4. ArrayList 常用方法

4.1 添加元素

• add(E e)：将指定元素添加到 ArrayList 的末尾。
• add(int index, E element)：将指定元素插入到指定位置。

ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
list.add("Java");
list.add("Python");
list.add(1, "C++");  // 在索引 1 位置插入元素

4.2 访问元素

• get(int index)：返回指定位置的元素。
• set(int index, E element)：将指定位置的元素替换为新的元素。

String language = list.get(1);  // 获取索引为 1 的元素
list.set(1, "JavaScript");  // 将索引为 1 的元素替换为 "JavaScript"

4.3 修改元素

• set(int index, E element)：替换指定位置的元素。

list.set(0, "Go");  // 将索引为 0 的元素修改为 "Go"

4.4 删除元素

• remove(int index)：删除指定位置的元素。
• remove(Object o)：删除指定的元素。

list.remove(1);  // 删除索引为 1 的元素
list.remove("JavaScript");  // 删除元素 "JavaScript"

4.5 检查元素

• contains(Object o)：判断集合中是否包含指定元素。
• size()：返回集合中元素的个数。
• isEmpty()：判断集合是否为空。

boolean contains = list.contains("Go");  // 判断是否包含 "Go"
int size = list.size();  // 获取集合的大小
boolean isEmpty = list.isEmpty();  // 判断集合是否为空

4.6 清空集合

• clear()：删除集合中的所有元素。

list.clear();  // 清空集合

5. ArrayList 性能

• 访问元素：通过索引访问元素的时间复杂度为 O(1)。
• 添加元素：添加元素到末尾的时间复杂度为 O(1)，但如果容量不足，需要扩展数组，扩展时的时间复杂度为 O(n)。
• 删除元素：删除某个位置的元素的时间复杂度为 O(n)，因为删除后所有后续元素需要移动。
• 插入元素：在指定位置插入元素的时间复杂度为 O(n)，因为插入后，元素需要移动。

6. ArrayList 和 LinkedList 的比较

• ArrayList 在随机访问时表现更好，适用于对元素进行频繁读取的情况。
• LinkedList 在插入和删除元素时性能更好，适用于对元素进行频繁插入/删除的情况。

7. 总结

ArrayList 是一个常用的 Java 集合类，适用于对元素的频繁访问和修改。它提供了动态的数组功能，并且支持灵活的元素添加、删除和查找操作。ArrayList 的缺点是删除和插入操作的性能较差，尤其是在中间位置进行操作时。

8. 参考资料

• Java Collections Framework Documentation
• GeeksforGeeks – ArrayList in Java
• Baeldung – Guide to Java ArrayList

9. 出站链接

• W3Schools – Java ArrayList
• TutorialsPoint – ArrayList in Java