java学习--ArrayList

一、什么是 ArrayList

ArrayList是java.util包下的类，实现了List接口，本质是动态扩容的数组（相比普通数组，它的长度可以自动调整）。

• 底层基于数组实现，支持快速随机访问（通过索引取值，时间复杂度 O (1)）。
• 增删元素（尤其是中间位置）效率较低（需要移动元素，时间复杂度 O (n)）。
• 允许存储null值，且元素可重复，有序（按添加顺序保存）。

二、核心用法（完整示例代码）

以下是ArrayList最常用的操作，代码可直接复制运行：

import java.util.ArrayList; import java.util.Iterator; import java.util.List; public class ArrayListDemo { public static void main(String[] args) { // 1. 创建 ArrayList 对象（指定泛型，推荐，避免类型转换问题） List<String> list = new ArrayList<>(); // 2. 添加元素 list.add("Java"); // 末尾添加 list.add("Python"); list.add(1, "C++"); // 指定索引（1）添加，原索引1及之后的元素后移 System.out.println("添加后：" + list); // 输出：[Java, C++, Python] // 3. 获取元素 String first = list.get(0); // 通过索引获取，索引从0开始 System.out.println("第一个元素：" + first); // 输出：Java // 4. 修改元素 list.set(2, "Go"); // 替换索引2的元素 System.out.println("修改后：" + list); // 输出：[Java, C++, Go] // 5. 删除元素 list.remove(1); // 按索引删除 list.remove("Go"); // 按元素值删除 System.out.println("删除后：" + list); // 输出：[Java] // 6. 遍历元素（三种常用方式） // 方式1：for循环（按索引） System.out.println("for循环遍历："); for (int i = 0; i < list.size(); i++) { System.out.println(list.get(i)); } // 方式2：增强for循环 System.out.println("增强for循环遍历："); for (String s : list) { System.out.println(s); } // 方式3：迭代器 System.out.println("迭代器遍历："); Iterator<String> it = list.iterator(); while (it.hasNext()) { System.out.println(it.next()); } // 7. 其他常用方法 int size = list.size(); // 获取元素个数 boolean isEmpty = list.isEmpty(); // 判断是否为空 boolean contains = list.contains("Java"); // 判断是否包含某个元素 list.clear(); // 清空所有元素 } }

三、关键特性解析

1. 扩容机制

   • 初始容量默认是 10（JDK8 及以上），当元素个数超过当前容量时，会自动扩容为原来的1.5 倍（计算方式：newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1)）。
   • 如果提前知道元素数量，可通过new ArrayList<>(指定容量)初始化，减少扩容次数，提升性能。

2. 线程安全

   • ArrayList是非线程安全的，如果多线程同时读写ArrayList，可能会导致数据错乱。
   • 线程安全场景可使用：Vector（古老的线程安全版，效率低）、Collections.synchronizedList(new ArrayList<>())、CopyOnWriteArrayList（高并发读场景推荐）。

3. 与普通数组的区别

   特性	ArrayList	普通数组
   长度	动态扩容	固定长度
   方法支持	丰富（add/remove 等）	仅通过索引操作
   存储类型	只能存对象（基本类型自动装箱）	可存基本类型 / 对象

四、常见面试 / 使用注意点

• 遍历删除元素：不能在增强 for 循环中直接删除元素（会抛ConcurrentModificationException），需用迭代器的it.remove()方法。示例：

  List<String> list = new ArrayList<>(); list.add("a"); list.add("b"); Iterator<String> it = list.iterator(); while (it.hasNext()) { String s = it.next(); if (s.equals("a")) { it.remove(); // 正确删除方式 } }

• 空指针风险：list.get(index)时，若索引越界（如 index >= list.size ()），会抛IndexOutOfBoundsException，使用前需校验索引合法性。

总结

1. ArrayList是基于动态数组的 List 实现，支持快速随机访问，增删中间元素效率低，有序、可重复、允许 null。
2. 核心操作包括添加（add）、获取（get）、修改（set）、删除（remove）、遍历，推荐指定泛型避免类型转换问题。
3. 非线程安全，扩容默认 1.5 倍，遍历删除需用迭代器，提前指定容量可优化性能。