Java中ArrayList的常见用法

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Java 中的 ArrayList 是一个非经常用的动态数组,它属于 Java 集合框架的一部分。与普通数组不同,ArrayList 可以在需要时动态调整其大小。以下是 ArrayList 的一些具体介绍:
基本特性


  • 动态大小:ArrayList 会自动调整其大小以适应新元素。
  • 有序集合:元素按插入顺序存储,但可以通过索引访问。
  • 允许重复:可以包含重复的元素。
  • 允许空值:可以包含 null 值。
  • 非线程安全:在多线程环境下使用时需要手动同步。
常用方法


  • 创建 ArrayList
    1. ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
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  • 添加元素

    • 添加单个元素:add(E e)
      1. list.add("apple");
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    • 在指定位置添加:add(int index, E element)
      1. list.add(1, "banana");
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  • 访问元素

    • 通过索引:get(int index)
      1. String fruit = list.get(0);
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  • 修改元素

    • 修改元素值:set(int index, E element)
      1. list.set(1, "orange");
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  • 删除元素

    • 通过索引删除:remove(int index)
      1. list.remove(0);
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    • 通过值删除(第一个匹配的元素):remove(Object o)
      1. list.remove("banana");
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  • 遍历元素
    1. for (String item : list) {
    2.     System.out.println(item);
    3. }
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  • 其他常用方法

    • 获取大小:size()
    • 检查是否为空:isEmpty()
    • 清空列表:clear()
    • 检查是否包含指定元素:contains(Object o)
    • 获取元素索引:indexOf(Object o)

性能注意事项


  • 时间复杂度

    • 添加/修改/获取元素:O(1)(平均情况)
    • 在中间插入/删除元素:O(n)

  • 由于 ArrayList 是基于数组实现的,当超过初始容量时,可能需要重新分配数组,这会涉及原数组到新数组的复制。
使用示例
  1. import java.util.ArrayList;public class ArrayListExample {    public static void main(String[] args) {        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();        // 添加元素        list.add("apple");        list.add("banana");        list.add("cherry");        // 插入元素        list.add(1, "orange");        // 访问和修改元素        String fruit = list.get(0);        list.set(1, "kiwi");        // 删除元素        list.remove("banana");        // 输出列表        for (String item : list) {            System.out.println(item);        }    }}
复制代码
ArrayList 是实用于频繁访问和修改的场景,但在性能和安全性要求较高的情况下,选择其他集合(如 LinkedList 或同步列表)可能更为合适。
是的, ArrayList 只能存储引用数据类型,不能直接存储基本数据类型(如 int、double、char 等)。这是因为 ArrayList 是基于 Java 的泛型实现的,而泛型只支持对象类型(引用类型),不支持基本数据类型。
怎样存储基本数据类型?

虽然 ArrayList 不能直接存储基本数据类型,但 Java 提供了自动装箱(Autoboxing)机制,可以将基本数据类型自动转换为对应的包装类,使其间接存储基本数据类型。
常见的基本数据类型及其对应的包装类

基本数据类型包装类(引用类型)intIntegerdoubleDoublecharCharacterbooleanBooleanfloatFloatlongLongshortShortbyteByte示例:
  1. ArrayList<Integer> intList = new ArrayList<>();
  2. intList.add(10);   // 自动装箱,将 int 转为 Integer
  3. intList.add(20);
  4. intList.add(30);
  5. System.out.println(intList); // 输出: [10, 20, 30]
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在这个例子中,10、20 和 30 是 int 类型的数据,但 Java 自动将它们转换为 Integer(包装类)对象,并存入了 ArrayList。
取值时自动拆箱

存储在 ArrayList 中的包装类对象,在需要时会自动转换回基本数据类型(称为“拆箱”)。
示例:
  1. int sum = 0;
  2. for (int num : intList) {  // 自动拆箱,将 Integer 转为 int
  3.     sum += num;
  4. }
  5. System.out.println("总和:" + sum);
复制代码
注意事项


  • 性能

    • 自动装箱和拆箱虽然使用方便,但它会增加肯定的性能开销,尤其是频繁操作时。

  • 制止空指针异常

    • 如果 ArrayList 中的某个元素为 null,在拆箱时会抛出 NullPointerException。
    • 例如:
      1. ArrayList<Integer> intList = new ArrayList<>();
      2. intList.add(null); // 添加了一个 null
      3. int num = intList.get(0); // 自动拆箱时抛出 NullPointerException
      复制代码

如果需要存储多个不同的基本数据类型?

如果你的 ArrayList 需要同时存储多种基本数据类型,可以考虑以下几种方式:

  • 使用 ArrayList

    • 通过手动装箱,将数据都存储为对应的包装类,然后将它们存入一个 ArrayList 中。
    • 示例:
      1. ArrayList<String> list = new ArrayList<>();list.add(123);        // 存储 Integerlist.add(45.67);      // 存储 Doublelist.add("Hello");    // 存储 Stringlist.add(true);       // 存储 Booleanfor (Object obj : list) {    System.out.println(obj.toString());}
      复制代码

  • 使用自定义类进行封装

    • 自定义一个类,把全部需要的数据类型存为类的字段。
    • 示例:
      1. class Data {
      2.     int intValue;
      3.     double doubleValue;
      4.     String stringValue;
      5.     Data(int intValue, double doubleValue, String stringValue) {
      6.         this.intValue = intValue;
      7.         this.doubleValue = doubleValue;
      8.         this.stringValue = stringValue;
      9.     }
      10. }
      11. ArrayList<Data> dataList = new ArrayList<>();
      12. dataList.add(new Data(10, 20.5, "Hello"));
      13. for (Data data : dataList) {
      14.     System.out.println(data.intValue + ", " + data.doubleValue + ", " + data.stringValue);
      15. }
      复制代码

  • 使用 Map 或其他集合结构

    • 可以使用 Map 或类似的容器,按键值对存储不同类型的数据。

总结


  • ArrayList 只能直接存储引用类型。
  • 如果要存储基本数据类型,可以通过包装类实现,依赖于自动装箱和拆箱机制。
  • 对于需要混合存储多种类型的数据,可以使用 ArrayList 或自定义类、Map 等其他结构。-

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