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：

复制代码

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

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。
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）。

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：

复制代码

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

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。
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。
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。