Java——ArrayList（动态数组）介绍

ArrayList 类是一个可以动态修改的数组，与普通数组的区别就是它是没有固定大小的限制，我们可以添加或删除元素。
ArrayList 继承了AbstractList ，并实现了List 接口。

ArrayList 类位于java.util 包中，使用前需要引入它，语法格式如下：

importjava.util.ArrayList;// 引入 ArrayList 类ArrayList<E> objectName=newArrayList<>();// 初始化

• E: 泛型数据类型，用于设置objectName 的数据类型，只能为引用数据类型。
• objectName: 对象名。

注：

1. ArrayList实现了RandomAccess接口，表明ArrayList支持随机访问。
2. ArrayList实现了Cloneable接口，表明ArrayList是可以clone的。
3. ArrayList实现了Serializable接口，表明ArrayList是支持序列化的。
4. 和Vector不同，ArrayList不是线程安全的，在单线程下可以使用，在多线程中可以选择Vector或者CopyOnWriteArrayList。
5. ArrayList底层是一段连续的空间，并且可以动态扩容，是一个动态类型的顺序表。

1、构造

ArrayList有三种构造方式：无参构造、利用其他的collection构造、指定顺序表的初始容量。

1.1 无参构造

无参构造类型是推荐的写法。

//Integer为整型的包装类型List<Integer> list=newArrayList<>();

1.2 指定初始容量

List<Integer> list=newArrayList<>(10);
 list.add(1);
 list.add(2);
 list.add(3);

1.3 利用其他的collection进行构造

//构建一个与list1元素一样的listArrayList<Integer> list2=newArrayList<>(list1);

注： 无论哪种构造形式，都应该避免省略类型，任意类型的元素都能够存放，使用时会带来很多麻烦。

2、基础操作

2.1 添加元素

添加元素到ArrayList 可以使用add() 方法:

publicclassTest{publicstaticvoidmain(String[] args){ArrayList<String> array=newArrayList<String>();
        sites.add("Hello");
        sites.add("CSDN");System.out.println(array);}}

2.2 删除元素

删除元素使用remove()方法：

publicclassTest{publicstaticvoidmain(String[] args){ArrayList<String> array=newArrayList<>();
        array.add("Hello");
        array.add("CSDN");
        array.add("IDEA");
        array.add("Java");System.out.println(array);
        array.remove(2);System.out.println(array);}}

2.3 修改元素

修改元素可以使用set() 方法：

publicclassTest{publicstaticvoidmain(String[] args){ArrayList<String> array=newArrayList<>();
        array.add("Hello");
        array.add("CSDN");
        array.add("IDEA");
        array.add("Java");System.out.println(array);
        array.set(2,"python");// 第一个参数为索引，第二个参数为要修改的值System.out.println(array);}}

2.4 访问元素

访问元素使用get()方法：

publicclassTest{publicstaticvoidmain(String[] args){ArrayList<String> array=newArrayList<>();
        array.add("Hello");
        array.add("CSDN");
        array.add("IDEA");
        array.add("Java");System.out.println(array);System.out.println(array.get(2));// 获取位置2的元素}}

2.5 计算大小

计算数组内元素个数使用size()方法：

publicclassTest{publicstaticvoidmain(String[] args){ArrayList<String> array=newArrayList<>();
        array.add("Hello");
        array.add("CSDN");
        array.add("IDEA");
        array.add("Java");System.out.println(array);System.out.println(array.size());}}

2.6 遍历数组

遍历数组有三种方式：for循环遍历、for-each遍历、迭代器遍历。

publicclassTest{publicstaticvoidmain(String[] args){ArrayList<String> array=newArrayList<>();
        array.add("Hello");
        array.add("CSDN");
        array.add("IDEA");
        array.add("Java");System.out.println(array);System.out.println("for:");for(int i=0; i< array.size(); i++){System.out.print(array.get(i)+" ");}System.out.println();System.out.println("for-each:");for(String j:array){System.out.print(j+" ");}System.out.println();System.out.println("迭代器：");Iterator<String> it= array.listIterator();while(it.hasNext()){System.out.print(it.next()+" ");}System.out.println();}

3、常用操作

publicclassTest{publicstaticvoidmain(String[] args){ArrayList<String> array=newArrayList<>();ArrayList<String> array2=newArrayList<>();
        array.add("Hello");
        array.add("CSDN");
        array.add("Java");
        array.add("IDEA");

        array2.add("python");
        array2.add("Java");

        array.add(1,"Data");System.out.println("array = "+ array);
        
        array2.addAll(array);System.out.println("array2 = "+ array2);

        array2.remove("Data");System.out.println("array2 = "+ array2);

        array.clear();System.out.println("array = "+ array);System.out.println("Java是否在表中："+ array2.contains("Java"));System.out.println("array2.indexOf(\"Java\") = "+ array2.indexOf("Java"));System.out.println("array2.lastIndexOf(\"Java\") = "+ array2.lastIndexOf("Java"));System.out.println("array2.subList(1,4) = "+ array2.subList(1,4));}

4、扩容机制

ArrayList是一个动态类型的顺序表，即，在插入元素的过程中会自动扩容：

Object[] elementData;// 存放元素的空间privatestaticfinalObject[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA={};// 默认空间privatestaticfinalint DEFAULT_CAPACITY=10;// 默认容量大小publicvoidensureCapacity(int minCapacity){// 计算最小的扩容大小int minExpand=(elementData!= DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA)?0:
                DEFAULT_CAPACITY;// 检测是否需要扩容if(minCapacity> minExpand){ensureExplicitCapacity(minCapacity);}}privatevoidensureExplicitCapacity(int minCapacity){
        modCount++;// 如果minCapacity比数组的容量大，就调用grow进行扩容if(minCapacity- elementData.length>0)grow(minCapacity);}privatestaticfinalint MAX_ARRAY_SIZE=Integer.MAX_VALUE-8;privatevoidgrow(int minCapacity){// 获取旧空间大小int oldCapacity= elementData.length;// 预计按照1.5倍方式扩容int newCapacity= oldCapacity+(oldCapacity>>1);// 如果用户需要扩容大小超过原空间1.5倍，按照用户所需大小扩容if(newCapacity- minCapacity<0)
            newCapacity= minCapacity;// 如果需要扩容大小超过MAX_ARRAY_SIZE，重新计算容量大小if(newCapacity- MAX_ARRAY_SIZE>0)
            newCapacity=hugeCapacity(minCapacity);// 调用copyOf扩容
        elementData=Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);}privatestaticinthugeCapacity(int minCapacity){// 如果minCapacity小于0，抛出OutOfMemoryError异常if(minCapacity<0)thrownewOutOfMemoryError();return(minCapacity> MAX_ARRAY_SIZE)?Integer.MAX_VALUE: MAX_ARRAY_SIZE;}

为了更好的理解和使用ArrayList，对其进行了模拟实现
之前单独写过一篇博客进行模拟：Java——模拟实现ArrayList（动态数组）