Java ArrayList用法詳解

一、ArrayList簡介

ArrayList是Java中最常用的集合類之一，它是動態數組，能夠高效地存儲和訪問大量數據。

ArrayList繼承自AbstractList類，實現了List介面。

每個ArrayList實例都有一個初始大小，當ArrayList中的元素數量超過其容量時，容量會自動增加，以確保能夠容納所有元素。

二、ArrayList的創建

創建ArrayList的方式有兩種，一種是使用無參構造器創建空的列表，另一種是使用帶有初始容量的構造器創建具有指定初始容量的列表。

// 創建空的ArrayList
ArrayList<String> list1 = new ArrayList<>();

// 創建具有初始容量的ArrayList
ArrayList<String> list2 = new ArrayList<>(10);

三、ArrayList元素的添加、刪除、查找

1. 添加元素

ArrayList可以通過以下方法添加元素：

// 添加元素到ArrayList的末尾
list.add("element");

// 在指定位置插入元素
list.add(index, element);

// 將另一個集合的元素添加到ArrayList的末尾
list.addAll(collection);

2. 刪除元素

ArrayList可以通過以下方法刪除元素：

// 刪除指定位置的元素
list.remove(index);

// 刪除指定元素
list.remove(element);

// 刪除所有元素
list.clear();

3. 查找元素

ArrayList可以通過以下方法查找元素：

// 獲取指定位置的元素
element = list.get(index);

// 返回指定元素在列表中第一次出現的位置
index = list.indexOf(element);

// 返回指定元素在列表中最後一次出現的位置
index = list.lastIndexOf(element);

// 判斷元素是否在列表中存在
bool = list.contains(element);

四、ArrayList的遍歷

ArrayList可以通過以下方式進行遍歷：

1. for循環

for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
    System.out.println(list.get(i));
}

2. 增強for循環

for (String element : list) {
    System.out.println(element);
}

3. 迭代器

Iterator<String> iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
    System.out.println(iterator.next());
}

五、ArrayList的排序

ArrayList可以通過以下方法進行排序：

Collections.sort(list);

六、ArrayList與數組的轉換

ArrayList與數組之間可以相互轉換。

1. ArrayList轉數組

String[] array = list.toArray(new String[0]);

2. 數組轉ArrayList

ArrayList<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList(array));

七、ArrayList的性能與注意事項

ArrayList在元素的增刪和查詢方面性能良好，但在中間插入或刪除元素時會涉及到數組的複製，性能較差。

在ArrayList中使用普通數據類型時，會涉及到自動裝箱和拆箱操作，因此在大量元素的操作中會影響性能。

在使用ArrayList時需要注意線程安全問題，如果多個線程同時修改一個ArrayList實例，可能會導致數據不一致的問題。可以使用線程安全的CopyOnWriteArrayList代替ArrayList。

八、ArrayList完整示例代碼

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collections;
import java.util.Iterator;

public class ArrayListExample {

    public static void main(String[] args) {
        // 創建空的ArrayList
        ArrayList list1 = new ArrayList();

        // 創建具有初始容量的ArrayList
        ArrayList list2 = new ArrayList(10);

        // 添加元素到ArrayList的末尾
        list1.add("apple");
        list1.add("banana");
        list1.add("orange");
        System.out.println("ArrayList after adding elements: " + list1);

        // 在指定位置插入元素
        list1.add(1, "grape");
        System.out.println("ArrayList after inserting element: " + list1);

        // 將另一個集合的元素添加到ArrayList的末尾
        ArrayList list3 = new ArrayList(Arrays.asList("peach", "pear"));
        list1.addAll(list3);
        System.out.println("ArrayList after adding collection: " + list1);

        // 刪除指定位置的元素
        list1.remove(4);
        System.out.println("ArrayList after removing element: " + list1);

        // 刪除指定元素
        list1.remove("banana");
        System.out.println("ArrayList after removing element: " + list1);

        // 刪除所有元素
        list1.clear();
        System.out.println("ArrayList after clearing: " + list1);

        // 獲取指定位置的元素
        String element = list3.get(1);
        System.out.println("Element at index 1: " + element);

        // 返回指定元素在列表中第一次出現的位置
        int index = list3.indexOf("peach");
        System.out.println("Index of peach: " + index);

        // 返回指定元素在列表中最後一次出現的位置
        index = list3.lastIndexOf("pear");
        System.out.println("Last index of pear: " + index);

        // 判斷元素是否在列表中存在
        boolean bool = list3.contains("apple");
        System.out.println("Contains apple? " + bool);

        // for循環遍歷
        for (int i = 0; i < list3.size(); i++) {
            System.out.println(list3.get(i));
        }

        // 增強for循環遍歷
        for (String fruit : list3) {
            System.out.println(fruit);
        }

        // 迭代器遍歷
        Iterator iterator = list3.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }

        // 排序
        Collections.sort(list3);
        System.out.println("ArrayList after sorting:" + list3);

        // ArrayList轉數組
        String[] array = list3.toArray(new String[0]);
        System.out.println("Array after converting from ArrayList:" + Arrays.toString(array));

        // 數組轉ArrayList
        ArrayList list4 = new ArrayList(Arrays.asList(array));
        System.out.println("ArrayList after converting from array:" + list4);
    }
}