【Java 基础篇】Java ArrayList 指南：无所不能的数据伴侣

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繁依Fanyi 2025-06-16 14:30:38 ©著作权

文章标签 数组 Java 删除元素 文章分类 Html/CSS 前端开发

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【Java 基础篇】Java ArrayList 指南：无所不能的数据伴侣_Java

Java 是一门流行的编程语言，拥有丰富的集合类库，其中之一是 ArrayList。ArrayList 是 Java 集合框架中的一个重要类，它允许我们以动态数组的方式存储和操作数据。无论你是初学者还是有一定经验的开发者，本篇博客都将为你详细介绍 ArrayList

什么是 ArrayList？

在开始深入研究 ArrayList 之前，让我们先了解一下它的基本概念。ArrayList 是 Java 集合框架中的一部分，它是一个实现了 List 接口的动态数组。这意味着它可以在运行时根据需要自动扩展大小，无需手动管理数组大小。ArrayList

允许存储任意类型的对象，包括基本数据类型的包装类和自定义对象。
可以动态添加或删除元素，列表的大小会根据需要自动调整。
提供了丰富的方法来操作和查询列表中的元素。

现在，让我们深入了解 ArrayList

ArrayList 基本操作

创建 ArrayList

要创建一个 ArrayList，你需要导入 java.util

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import java.util.ArrayList;

ArrayList<String> fruits = new ArrayList<>();

在这个示例中，我们创建了一个名为 fruits 的 ArrayList，用于存储字符串类型的数据。你可以将 ArrayList

添加元素

使用 add() 方法将元素添加到 ArrayList

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fruits.add("苹果");
fruits.add("香蕉");
fruits.add("橙子");

这将在 fruits

获取元素

使用 get() 方法根据索引获取 ArrayList

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String firstFruit = fruits.get(0); // 获取第一个元素，即"苹果"

删除元素

使用 remove() 方法删除 ArrayList

根据索引删除：

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fruits.remove(1); // 删除索引为1的元素，即"香蕉"

根据元素值删除：

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fruits.remove("橙子"); // 删除值为"橙子"的元素

获取列表大小

使用 size() 方法获取 ArrayList

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int size = fruits.size(); // 获取列表大小，此时 size 为2

遍历列表

遍历 ArrayList

1. 使用 for-each 循环

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for (String fruit : fruits) {
    System.out.println(fruit);
}

2. 使用传统的 for 循环

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

3. 使用迭代器

使用迭代器可以在遍历过程中进行元素的增删操作。

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

ArrayList 的更多操作

除了基本的操作，ArrayList 还提供了许多高级用法和功能，以满足不同场景下的需求。下面将介绍一些 ArrayList

1. 使用 addAll

ArrayList 的 addAll

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ArrayList<String> fruits = new ArrayList<>();
ArrayList<String> newFruits = new ArrayList<>();

// 添加多个元素到 fruits 列表
fruits.addAll(newFruits);

2. 使用 removeAll 和 retainAll

removeAll 方法可以用来删除一个 ArrayList

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ArrayList<String> fruits = new ArrayList<>();
ArrayList<String> toRemove = new ArrayList<>();

// 删除 fruits 中包含在 toRemove 中的所有元素
fruits.removeAll(toRemove);

相反，retainAll

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ArrayList<String> fruits = new ArrayList<>();
ArrayList<String> toRetain = new ArrayList<>();

// 保留 fruits 和 toRetain 共有的元素，删除其他元素
fruits.retainAll(toRetain);

3. 使用 set

set 方法允许你通过索引来更新 ArrayList

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ArrayList<String> fruits = new ArrayList<>();

// 将索引为 1 的元素更新为 "葡萄"
fruits.set(1, "葡萄");

4. 使用 isEmpty

isEmpty 方法用于检查 ArrayList 是否为空，如果列表中没有元素，返回 true，否则返回 false。

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ArrayList<String> fruits = new ArrayList<>();

if (fruits.isEmpty()) {
    System.out.println("列表为空");
}

5. 使用 toArray

toArray 方法可以将 ArrayList

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ArrayList<String> fruits = new ArrayList<>();

// 将 ArrayList 转换为数组
String[] fruitArray = fruits.toArray(new String[0]);

6. 使用 subList

subList 方法可以用来截取 ArrayList

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ArrayList<String> fruits = new ArrayList<>();

// 截取索引 1 到 3 的子列表
List<String> subList = fruits.subList(1, 4);

7. 使用迭代器

迭代器允许你在遍历 ArrayList 的同时执行添加、删除等操作，而不会抛出 ConcurrentModificationException

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ArrayList<String> fruits = new ArrayList<>();
Iterator<String> iterator = fruits.iterator();

while (iterator.hasNext()) {
    String fruit = iterator.next();
    if (fruit.equals("橙子")) {
        iterator.remove(); // 安全删除元素
    }
}

8. 使用 Java 8 的 Stream 操作

如果你使用的是 Java 8 或更高版本，你可以使用 Stream 操作来处理 ArrayList

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ArrayList<String> fruits = new ArrayList<>();
List<String> filteredFruits = fruits.stream()
    .filter(fruit -> fruit.startsWith("苹果"))
    .collect(Collectors.toList());

这些是一些高级用法，可以帮助你更灵活地处理 ArrayList

ArrayList 的高级操作

除了基本的添加、删除、获取和遍历操作之外，ArrayList

判断是否包含某个元素

使用 contains() 方法来判断 ArrayList

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boolean containsApple = fruits.contains("苹果"); // 返回 true
boolean containsGrapes = fruits.contains("葡萄"); // 返回 false

查找元素的索引

使用 indexOf() 方法可以查找某个元素在 ArrayList

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int index = fruits.indexOf("香蕉"); // 返回1
int notFoundIndex = fruits.indexOf("葡萄"); // 返回-1

清空列表

使用 clear() 方法可以清空 ArrayList

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fruits.clear(); // 清空列表，此时列表为空

截取子列表

使用 subList() 方法可以截取 ArrayList

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List<String> subList = fruits.subList(0, 2); // 截取索引0到1的子列表，包括"苹果"和"香蕉"

将 ArrayList 转换为数组

使用 toArray() 方法可以将 ArrayList

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String[] fruitArray = fruits.toArray(new String[0]); // 转换为字符串数组

克隆 ArrayList

使用 clone() 方法可以克隆一个与原始 ArrayList

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ArrayList<String> clonedList = (ArrayList<String>) fruits.clone

容量管理

ArrayList

指定初始容量：在创建

ArrayList

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ArrayList<String> fruits = new ArrayList<>(100); // 指定初始容量为100

批量添加元素：如果你知道要添加多个元素，可以使用

addAll()

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ArrayList<String> newFruits = new ArrayList<>();
newFruits.add("葡萄");
newFruits.add("橙子");

fruits.addAll(newFruits); // 一次性添加多个元素

确保容量：使用

ensureCapacity()

方法可以确保

ArrayList

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fruits.ensureCapacity(200); // 确保容量至少为200

缩减容量：使用

trimToSize()

方法可以将

ArrayList

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fruits.trimToSize(); // 缩减容量至当前大小

数组与 ArrayList 的转换

有时你需要在数组和 ArrayList

从数组创建 ArrayList：可以使用

Arrays.asList()

方法将数组转换为

ArrayList

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String[] fruitArray = {"苹果", "香蕉", "橙子"};
ArrayList<String> fruitList = new ArrayList<>(Arrays.asList(fruitArray));

从 ArrayList 创建数组：使用

toArray()

方法将

ArrayList

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String[] fruitArray = fruits.toArray(new String[0]);

线程安全性

需要注意的是，ArrayList 不是线程安全的。如果多个线程同时访问和修改同一个 ArrayList，可能会导致不一致的结果。如果需要在多线程环境下使用列表，可以考虑使用线程安全的 java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList。

ArrayList 的性能考虑

虽然 ArrayList

插入和删除操作：在

ArrayList

的中间或开头插入和删除元素的性能较差，因为需要移动后续元素。如果需要频繁执行这些操作，可能需要考虑使用

LinkedList

。
容量管理：动态扩展

ArrayList

的容量可能会导致性能下降，因为需要重新分配和复制元素。为了提高性能，可以在初始化时指定初始容量，并使用

ensureCapacity()

大量查询操作：

ArrayList

在执行大量的查询操作（例如使用

get()

ArrayList 的使用注意事项

当使用 ArrayList 时，有一些注意事项需要牢记，以确保代码的可靠性和性能。以下是一些使用 ArrayList

线程安全性：

ArrayList

不是线程安全的，因此在多线程环境中访问和修改

ArrayList

可能导致数据不一致和并发问题。如果需要在线程之间共享

ArrayList

，请考虑使用线程安全的集合，如

java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList

。
容量管理：

ArrayList

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ArrayList<String> fruits = new ArrayList<>(100); // 指定初始容量为100

避免不必要的装箱和拆箱：如果你在

ArrayList

中存储基本数据类型的包装类（如

Integer

Double

），注意这些操作会引入装箱和拆箱开销。在性能敏感的场景中，考虑使用对应的基本数据类型或使用性能更好的集合类。
删除元素的性能：在

ArrayList

中删除元素时，特别是在中间位置，会涉及到后续元素的移动操作，可能会导致性能下降。如果需要频繁执行删除操作，考虑使用其他数据结构，如

LinkedList

。
遍历时的修改：在使用

for-each

循环遍历

ArrayList

时，不要在循环内修改列表的内容，否则可能会抛出

ConcurrentModificationException

异常。如果需要在遍历过程中修改元素，请使用迭代器，并通过迭代器的

remove()

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Iterator<String> iterator = fruits.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
    String fruit = iterator.next();
    if (fruit.equals("橙子")) {
        iterator.remove(); // 安全删除
    }
}

注意空值：

ArrayList

允许存储

null

性能优化：了解

ArrayList

的性能特性，并根据实际需求选择合适的数据结构。例如，

ArrayList

适用于大量读取操作，但对于大量插入和删除操作，

LinkedList

文档和注释：在你的代码中添加文档注释，描述

ArrayList

谨慎选择列表类型：在选择集合类型时，要考虑数据的特性和操作的频率。不同的集合类型适用于不同的用例，因此选择合适的集合类型非常重要。

遵循这些注意事项将有助于你更好地管理和使用 ArrayList，确保代码的可靠性和性能。记住，良好的编码实践和数据结构选择对于开发高质量的 Java 应用程序至关重要。

总结

本篇博客详细介绍了 Java 中的 ArrayList，从基本操作到高级技巧，包括创建、添加、获取、删除、遍历等操作。ArrayList希望本文能够帮助你理解 ArrayList 的用法，并在你的 Java 开发中发挥它的作用。如果你想更深入地学习 ArrayList，建议查阅官方文档以及进一步的学习资源。 Happy coding！