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ArrayList 是 Java 集合框架中的一个重要类，它实现了 List 接口，基于动态数组的数据结构。与普通的数组相比，ArrayList 具有自动扩容、动态调整大小的特性，因此在处理不确定大小的数据集合时非常方便。
ArrayList 允许存储重复的元素，并且可以存储 null 值。它提供了丰富的方法来操作集合中的元素，如添加、删除、修改、查找等。
在 Java 中，创建 ArrayList 非常简单。你可以通过以下方式创建一个 ArrayList 对象：
import java.util.ArrayList;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个存储String类型的ArrayList
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
// 创建一个存储Integer类型的ArrayList
ArrayList<Integer> numbers = new ArrayList<>();
}
}
在上面的代码中，我们创建了两个 ArrayList 对象，一个用于存储字符串，另一个用于存储整数。
ArrayList 提供了多种方法来添加元素。最常用的方法是 add()，它可以将元素添加到列表的末尾。
import java.util.ArrayList;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
// 添加元素
list.add("Apple");
list.add("Banana");
list.add("Cherry");
System.out.println(list); // 输出: [Apple, Banana, Cherry]
}
}
你还可以使用 add(int index, E element) 方法在指定位置插入元素：
list.add(1, "Orange"); // 在索引1的位置插入"Orange"
System.out.println(list); // 输出: [Apple, Orange, Banana, Cherry]
要访问 ArrayList 中的元素，可以使用 get(int index) 方法，该方法返回指定索引处的元素。
String fruit = list.get(1); // 获取索引1的元素
System.out.println(fruit); // 输出: Orange
ArrayList 提供了 set(int index, E element) 方法来修改指定索引处的元素。
list.set(1, "Grape"); // 将索引1的元素修改为"Grape"
System.out.println(list); // 输出: [Apple, Grape, Banana, Cherry]
ArrayList 提供了多种删除元素的方法。你可以使用 remove(int index) 方法删除指定索引处的元素，或者使用 remove(Object o) 方法删除指定的元素。
list.remove(1); // 删除索引1的元素
System.out.println(list); // 输出: [Apple, Banana, Cherry]
list.remove("Banana"); // 删除元素"Banana"
System.out.println(list); // 输出: [Apple, Cherry]
遍历 ArrayList 有多种方式，最常见的是使用 for 循环或 for-each 循环。
// 使用for循环遍历
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
System.out.println(list.get(i));
}
// 使用for-each循环遍历
for (String fruit : list) {
System.out.println(fruit);
}
你还可以使用 Iterator 或 ListIterator 来遍历 ArrayList：
import java.util.Iterator;
Iterator<String> iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
System.out.println(iterator.next());
}
size() 方法返回 ArrayList 中元素的数量。
int size = list.size();
System.out.println("Size: " + size); // 输出: Size: 2
isEmpty() 方法用于检查 ArrayList 是否为空。如果列表中没有元素，则返回 true，否则返回 false。
boolean isEmpty = list.isEmpty();
System.out.println("Is empty: " + isEmpty); // 输出: Is empty: false
contains(Object o) 方法用于检查 ArrayList 中是否包含指定的元素。如果包含，则返回 true，否则返回 false。
boolean contains = list.contains("Apple");
System.out.println("Contains Apple: " + contains); // 输出: Contains Apple: true
indexOf(Object o) 方法返回指定元素在 ArrayList 中第一次出现的索引。如果列表中没有该元素，则返回 -1。
int index = list.indexOf("Cherry");
System.out.println("Index of Cherry: " + index); // 输出: Index of Cherry: 1
lastIndexOf(Object o) 方法返回指定元素在 ArrayList 中最后一次出现的索引。如果列表中没有该元素，则返回 -1。
list.add("Apple");
int lastIndex = list.lastIndexOf("Apple");
System.out.println("Last index of Apple: " + lastIndex); // 输出: Last index of Apple: 2
toArray() 方法将 ArrayList 转换为数组。
Object[] array = list.toArray();
for (Object obj : array) {
System.out.println(obj);
}
clear() 方法用于清空 ArrayList 中的所有元素。
list.clear();
System.out.println("Size after clear: " + list.size()); // 输出: Size after clear: 0
ArrayList 的空间复杂度为 O(n)，其中 n 是列表中元素的数量。ArrayList 内部使用数组来存储元素，因此需要额外的空间来存储数组。
| 特性 | 数组 | ArrayList |
|---|---|---|
| 大小 | 固定大小 | 动态调整大小 |
| 类型 | 只能存储基本类型或对象 | 只能存储对象 |
| 性能 | 访问速度快，插入删除慢 | 访问速度快，插入删除较慢 |
| 灵活性 | 灵活性较低 | 灵活性较高 |
| 线程安全性 | 非线程安全 | 非线程安全 |
ArrayList 不是线程安全的。如果多个线程同时访问一个 ArrayList 实例，并且至少有一个线程修改了列表的结构（如添加或删除元素），则必须手动同步访问。
你可以使用 Collections.synchronizedList() 方法来创建一个线程安全的 ArrayList：
List<String> synchronizedList = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
ConcurrentModificationException 通常在使用 Iterator 遍历 ArrayList 时，同时修改列表结构（如添加或删除元素）时抛出。为了避免这个异常，可以使用 Iterator 的 remove() 方法来删除元素，或者在遍历时使用 CopyOnWriteArrayList。
Iterator<String> iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
String fruit = iterator.next();
if (fruit.equals("Banana")) {
iterator.remove(); // 使用Iterator的remove方法
}
}
你可以使用 Collections.sort() 方法对 ArrayList 进行排序，并传入自定义的 Comparator。
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
Collections.sort(list, new Comparator<String>() {
@Override
public int compare(String s1, String s2) {
return s1.compareTo(s2); // 按字母顺序排序
}
});
ArrayList 的 clone() 方法只能实现浅拷贝。如果需要深拷贝，可以手动复制每个元素。
ArrayList<String> copy = new ArrayList<>();
for (String fruit : list) {
copy.add(new String(fruit)); // 深拷贝
}
ArrayList 是 Java 中最常用的集合类之一，它提供了丰富的操作方法，适用于大多数需要动态数组的场景。尽管 ArrayList 在性能上不如数组，但其灵活性和易用性使其成为处理集合数据的首选工具。
在使用 ArrayList 时，需要注意其线程安全性和性能特点，特别是在多线程环境下操作时，应确保适当的同步机制。此外，了解 ArrayList 的常见问题和解决方案，可以帮助你更高效地使用这个强大的工具。
通过本文的介绍，你应该已经掌握了 ArrayList 的基本用法和常见操作，能够在实际开发中灵活运用 ArrayList 来处理各种数据集合。
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