Java中ArrayList的常见用法

Java 中的 ArrayList 是一个非常常用的动态数组，它属于 Java 集合框架的一部分。与普通数组不同，ArrayList 可以在需要时动态调整其大小。以下是 ArrayList 的一些详细介绍：

基本特性

动态大小：ArrayList 会自动调整其大小以适应新元素。
有序集合：元素按插入顺序存储，但可以通过索引访问。
允许重复：可以包含重复的元素。
允许空值：可以包含 null 值。
非线程安全：在多线程环境下使用时需要手动同步。

常用方法

创建 ArrayList

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

添加元素
- 添加单个元素：add(E e)
```
list.add("apple");
```
- 在指定位置添加：add(int index, E element)
```
list.add(1, "banana");
```
访问元素
- 通过索引：get(int index)
```
String fruit = list.get(0);
```
修改元素
- 修改元素值：set(int index, E element)
```
list.set(1, "orange");
```
删除元素
- 通过索引删除：remove(int index)
```
list.remove(0);
```
- 通过值删除（第一个匹配的元素）：remove(Object o)
```
list.remove("banana");
```

遍历元素

for (String item : list) {

    System.out.println(item);

}

其他常用方法
- 获取大小：size()
- 检查是否为空：isEmpty()
- 清空列表：clear()
- 检查是否包含指定元素：contains(Object o)
- 获取元素索引：indexOf(Object o)

性能注意事项

时间复杂度：
- 添加/修改/获取元素：O(1)（平均情况）
- 在中间插入/删除元素：O(n)
由于 ArrayList 是基于数组实现的，当超过初始容量时，可能需要重新分配数组，这会涉及原数组到新数组的复制。

使用示例

import java.util.ArrayList;

public class ArrayListExample {

    public static void main(String[] args) {

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

        // 添加元素

        list.add("apple");

        list.add("banana");

        list.add("cherry");

        // 插入元素

        list.add(1, "orange");

        // 访问和修改元素

        String fruit = list.get(0);

        list.set(1, "kiwi");

        // 删除元素

        list.remove("banana");

        // 输出列表

        for (String item : list) {

            System.out.println(item);

        }

    }

}

ArrayList 是适用于频繁访问和修改的场景，但在性能和安全性要求较高的情况下，选择其他集合（如 LinkedList 或同步列表）可能更为合适。

是的， ArrayList 只能存储引用数据类型，不能直接存储基本数据类型（如 int、double、char 等）。这是因为 ArrayList 是基于 Java 的泛型实现的，而泛型只支持对象类型（引用类型），不支持基本数据类型。

如何存储基本数据类型？

虽然 ArrayList 不能直接存储基本数据类型，但 Java 提供了自动装箱（Autoboxing）机制，可以将基本数据类型自动转换为对应的包装类，使其间接存储基本数据类型。

常见的基本数据类型及其对应的包装类

基本数据类型	包装类（引用类型）
`int`	`Integer`
`double`	`Double`
`char`	`Character`
`boolean`	`Boolean`
`float`	`Float`
`long`	`Long`
`short`	`Short`
`byte`	`Byte`

示例：

ArrayList<Integer> intList = new ArrayList<>();

intList.add(10);   // 自动装箱，将 int 转为 Integer

intList.add(20);

intList.add(30);

System.out.println(intList); // 输出： [10, 20, 30]

在这个例子中，10、20 和 30 是 int 类型的数据，但 Java 自动将它们转换为 Integer（包装类）对象，并存入了 ArrayList。

取值时自动拆箱

存储在 ArrayList 中的包装类对象，在需要时会自动转换回基本数据类型（称为“拆箱”）。

示例：

int sum = 0;

for (int num : intList) {  // 自动拆箱，将 Integer 转为 int

    sum += num;

}

System.out.println("总和：" + sum);

注意事项

性能
- 自动装箱和拆箱虽然使用方便，但它会增加一定的性能开销，尤其是频繁操作时。

避免空指针异常

如果 ArrayList 中的某个元素为 null，在拆箱时会抛出 NullPointerException。

例如：

ArrayList<Integer> intList = new ArrayList<>();

intList.add(null); // 添加了一个 null

int num = intList.get(0); // 自动拆箱时抛出 NullPointerException

如果需要存储多个不同的基本数据类型？

如果你的 ArrayList 需要同时存储多种基本数据类型，可以考虑以下几种方式：

使用 ArrayList<Object>

通过手动装箱，将数据都存储为对应的包装类，然后将它们存入一个 ArrayList<Object> 中。

示例：

ArrayList<Object> list = new ArrayList<>();

list.add(123);        // 存储 Integer

list.add(45.67);      // 存储 Double

list.add("Hello");    // 存储 String

list.add(true);       // 存储 Boolean

for (Object obj : list) {

    System.out.println(obj.toString());

}

使用自定义类进行封装

自定义一个类，把所有需要的数据类型存为类的字段。

示例：

class Data {

    int intValue;

    double doubleValue;

    String stringValue;

    Data(int intValue, double doubleValue, String stringValue) {

        this.intValue = intValue;

        this.doubleValue = doubleValue;

        this.stringValue = stringValue;

    }

}

ArrayList<Data> dataList = new ArrayList<>();

dataList.add(new Data(10, 20.5, "Hello"));

for (Data data : dataList) {

    System.out.println(data.intValue + ", " + data.doubleValue + ", " + data.stringValue);

}

使用 Map 或其他集合结构
- 可以使用 Map<String, Object> 或类似的容器，按键值对存储不同类型的数据。

总结

ArrayList 只能直接存储引用类型。
如果要存储基本数据类型，可以通过包装类实现，依赖于自动装箱和拆箱机制。
对于需要混合存储多种类型的数据，可以使用 ArrayList<Object> 或自定义类、Map 等其他结构。-