1. 概述
在本文中，我们将了解Java集合框架中的ArrayList类。我们将讨论它的属性、常见用例以及优缺点。
ArrayList驻留在Java核心库中，因此你不需要任何额外的库。为了使用它，只需添加以下导入语句：
import java.util.ArrayList;
List表示值的有序序列，其中某些值可能出现多次。
ArrayList是构建在数组之上的List实现之一，它能够在你添加/删除元素时动态增长和收缩。可以通过从0开始的索引轻松访问元素。此实现具有以下属性：
- 随机访问需要O(1)时间
- 添加元素需要分摊常数时间O(1)
- 插入/删除需要O(n)时间
- 未排序数组的搜索时间为O(n)，已排序数组的搜索时间为O(logn)
2. 创建一个ArrayList
ArrayList有几个构造函数，我们将在本节中介绍它们。
首先，请注意ArrayList是一个泛型类，因此你可以使用你想要的任何类型对其进行参数化，并且编译器将确保，例如，你将无法将Integer值放入String集合中。此外，从集合中检索元素时不需要强制转换元素。
其次，将泛型接口List用作变量类型是一种很好的做法，因为它将其与特定实现分离。
2.1 默认无参数构造函数
List<String> list = new ArrayList<>();
assertTrue(list.isEmpty());
我们只是创建一个空的ArrayList实例。
2.2 构造函数接收初始容量
List<String> list = new ArrayList<>(20);
你可以在此处指定基础数组的初始长度，这可以帮助你避免在添加新元素时不必要地调整大小。
2.3 构造函数接收集合
Collection<Integer> numbers = IntStream.range(0, 10).boxed().collect(toSet());
List<Integer> list = new ArrayList<>(numbers);
assertEquals(10, list.size());
assertTrue(numbers.containsAll(list));
请注意，Collection实例的该元素用于填充基础数组。
3. 将元素添加到ArrayList
你可以在末尾或特定位置插入一个元素：
List<Long> list = new ArrayList<>();
list.add(1L);
list.add(2L);
list.add(1, 3L);
assertThat(Arrays.asList(1L, 3L, 2L), equalTo(list));
你也可以一次插入一个集合或多个元素：
List<Long> list = new ArrayList<>(Arrays.asList(1L, 2L, 3L));
LongStream.range(4, 10).boxed()
.collect(collectingAndThen(toCollection(ArrayList::new), ys -> list.addAll(0, ys)));
assertThat(Arrays.asList(4L, 5L, 6L, 7L, 8L, 9L, 1L, 2L, 3L), equalTo(list));
4. 遍历ArrayList
有两种类型的迭代器可用：Iterator和ListIterator。
前者使你有机会单向遍历列表，而后者则允许你双向遍历列表。
在这里，我们将只向你展示ListIterator：
List<Integer> list = new ArrayList<>(
IntStream.range(0, 10).boxed().collect(toCollection(ArrayList::new))
);
ListIterator<Integer> it = list.listIterator(list.size());
List<Integer> result = new ArrayList<>(list.size());
while (it.hasPrevious()) {
result.add(it.previous());
}
Collections.reverse(list);
assertThat(result, equalTo(list));
你还可以使用迭代器搜索、添加或删除元素。
5. 搜索ArrayList
我们将演示如何使用集合进行搜索：
List<String> list = LongStream.range(0, 16)
.boxed()
.map(Long::toHexString)
.collect(toCollection(ArrayList::new));
List<String> stringsToSearch = new ArrayList<>(list);
stringsToSearch.addAll(list);
5.1 搜索未排序的列表
为了找到一个元素，你可以使用indexOf()或lastIndexOf()方法。他们都接收一个对象并返回int值：
assertEquals(10, stringsToSearch.indexOf("a"));
assertEquals(26, stringsToSearch.lastIndexOf("a"));
如果要查找满足谓词的所有元素，你可以使用Java 8 Stream API(在此处阅读更多相关信息)使用Predicate过滤集合，如下所示：
Set<String> matchingStrings = new HashSet<>(Arrays.asList("a", "c", "9"));
List<String> result = stringsToSearch
.stream()
.filter(matchingStrings::contains)
.collect(toCollection(ArrayList::new));
assertEquals(6, result.size());
也可以使用for循环或迭代器：
Iterator<String> it = stringsToSearch.iterator();
Set<String> matchingStrings = new HashSet<>(Arrays.asList("a", "c", "9"));
List<String> result = new ArrayList<>();
while (it.hasNext()) {
String s = it.next();
if (matchingStrings.contains(s)) {
result.add(s);
}
}
5.2 搜索排序列表
如果你有一个排序数组，那么你可以使用比线性搜索更快的二分搜索算法：
List<String> copy = new ArrayList<>(stringsToSearch);
Collections.sort(copy);
int index = Collections.binarySearch(copy, "f");
assertThat(index, not(equalTo(-1)));
请注意，如果未找到元素，则将返回-1。
6. 从ArrayList中删除元素
为了删除一个元素，你应该找到它的索引，然后才通过remove()方法执行删除。此方法的重载版本，它接收一个对象，搜索它并执行删除第一次出现的相等元素：
List<Integer> list = new ArrayList<>(
IntStream.range(0, 10).boxed().collect(toCollection(ArrayList::new))
);
Collections.reverse(list);
list.remove(0);
assertThat(list.get(0), equalTo(8));
list.remove(Integer.valueOf(0));
assertFalse(list.contains(0));
但是在使用诸如Integer之类的包装类型时要小心。为了删除一个特定的元素，你应该首先装箱int值，否则，一个元素将被它的索引删除。
你也可以使用前面提到的Stream API来删除多个元素，但我们不会在这里展示。为此，我们将使用迭代器：
Set<String> matchingStrings
= HashSet<>(Arrays.asList("a", "b", "c", "d", "e", "f"));
Iterator<String> it = stringsToSearch.iterator();
while (it.hasNext()) {
if (matchingStrings.contains(it.next())) {
it.remove();
}
}
7. 总结
在这篇简短的文章中，我们了解了Java中的ArrayList。
我们展示了如何创建ArrayList实例，如何使用不同的方法添加、查找或删除元素。
与往常一样，本教程的完整源代码可在GitHub上获得。
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