ArrayList詳解

一、ArrayList概述

在Java中，ArrayList是一個實現了List介面的動態數組。與Java中的數組相比，它的容量可以根據需要自動增加或減少，並且支持動態插入、刪除等操作。ArrayList是常用的集合類之一，提供了便利的添加、刪除和查找方法。

二、ArrayList常用方法

1. 添加元素

在ArrayList中添加元素的方法有兩種：add()和addAll()。其中，add()方法可以在列表的末尾添加單個元素，addAll()方法則可以添加多個元素。

ArrayList list = new ArrayList();
list.add("Apple");
list.add("Orange");
 
ArrayList list2 = new ArrayList();
list2.add("Banana");
list2.add("Pineapple");
 
// 添加單個元素
list.add("Grape");
 
// 添加多個元素
list.addAll(list2);

2. 刪除元素

在ArrayList中刪除元素的方法有：remove()和removeAll()。其中，remove()方法可以根據元素的下標或元素本身進行刪除操作，removeAll()則可以刪除列表中出現在指定集合中的所有元素。

ArrayList list = new ArrayList();
list.add("Apple");
list.add("Orange");
list.add("Banana");
list.add("Pineapple");
list.add("Grape");
 
// 根據下標刪除元素
list.remove(0);
 
// 根據元素本身刪除元素
list.remove("Banana");
 
// 刪除指定集合中出現的元素
ArrayList list2 = new ArrayList();
list2.add("Pineapple");
list2.add("Grape");
list.removeAll(list2);

3. 修改元素

在ArrayList中修改元素的方法是set()。它可以根據元素的下標修改元素的值。

ArrayList list = new ArrayList();
list.add("Apple");
list.add("Orange");
list.add("Banana");
list.add("Pineapple");
list.add("Grape");
 
// 修改元素
list.set(1, "Pear");

4. 查找元素

在ArrayList中查找元素的方法有兩種：get()和indexOf()。其中，get()方法可以根據下標獲取指定位置的元素，indexOf()則可以根據元素的值查找元素在列表中的位置。

ArrayList list = new ArrayList();
list.add("Apple");
list.add("Orange");
list.add("Banana");
list.add("Pineapple");
list.add("Grape");
 
// 根據下標獲取元素
String fruit1 = list.get(1);
 
// 根據元素值查找元素在列表中的位置
int index = list.indexOf("Banana");

三、擴容機制

ArrayList內部使用動態數組實現，當數組長度不夠時，需要擴容。ArrayList中的默認初始容量為10，每次擴容時容量都會翻倍。當列表元素個數超過當前容量和負載因子的乘積時，會自動進行擴容操作。

ArrayList list = new ArrayList();
 
for (int i = 0; i < 100; i++) {
    list.add(i);
}

四、性能優化

ArrayList在元素數據量較大的情況下，性能會受到一定程度的影響。以下是對ArrayList的幾點性能優化建議。

1. 初始化容量

當知道ArrayList中元素數量的大致範圍時，可以使用帶參構造函數來指定初始容量。這有助於減少頻繁的擴容操作，提高性能。

// 初始化容量為50
ArrayList list = new ArrayList(50);

2. 使用subList()方法避免拷貝

在對ArrayList進行分割時，可能需要將列表拷貝到另一個ArrayList中。這種方式會佔用大量內存，在數據量較大時尤其明顯。使用subList()方法可以省去拷貝操作，提高性能。

ArrayList list = new ArrayList();
 
for (int i = 0; i < 100; i++) {
    list.add(i);
}
 
// 獲取子列表操作
List subList = list.subList(0, 50);

3. 使用迭代器遍曆元素

在對ArrayList進行遍歷操作時，使用迭代器可以減少內存佔用和提高性能。同時，使用迭代器可以保證數據的安全性，避免在多線程環境下出現並發問題。

ArrayList list = new ArrayList();
 
for (int i = 0; i < 100; i++) {
    list.add(i);
}
 
// 使用迭代器遍曆元素
Iterator it = list.iterator();
 
while (it.hasNext()) {
    int num = it.next();
    System.out.println(num);
}