JavaSE21——ArrayList
集合框架
ArrayList
一、概述
ArrayList 类是一个可以动态修改的数组，与普通数组的区别就是它是没有固定大小的限制，我们可以添加或删除元素。
ArrayList 继承了 AbstractList ，并实现了 List 接口。
ArrayList中的元素可以通过索引访问，并且可以很容易地添加和删除元素。
二、特点
- 动态数组：ArrayList是一个动态数组，可以根据需要自动扩展或缩小数组的大小。
- 快速访问：ArrayList中的元素可以通过索引访问，访问速度比普通数组更快。
- 方便的添加和删除操作：ArrayList提供了add()、remove()等方法，可以方便地添加和删除元素。
- 可迭代性：ArrayList实现了Iterable接口，可以使用for-each循环遍历元素。
三、使用示例
1.创建ArrayList对象
ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
泛型： 在 Java 中，ArrayList 支持使用泛型来指定存储的元素类型。通过使用泛型，我们可以确保 ArrayList 只能存储特定类型的对象，提高了类型的安全性和代码的可读性。
泛型可以是基本数据类型的包装类，也可以是自定义类。
使用泛型的好处是可以在编译时进行类型检查，并且可以避免在运行时出现类型转换错误。同时，通过使用泛型，可以在提取元素时避免使用类型转换。
**注意：**我们不能创建原始数据类型（如int，float，char等）的数组列表。相反，我们必须使用它们对应的包装器类。
基本类型对应的包装类表如下：
| 基本类型 | 引用类型 |
|---|---|
| boolean | Boolean |
| byte | Byte |
| short | Short |
| int | Integer |
| long | Long |
| float | Float |
| double | Double |
| char | Character |
此外，BigInteger、BigDecimal 用于高精度的运算，BigInteger 支持任意精度的整数，也是引用类型，但它们没有相对应的基本类型。
2.添加元素到ArrayList中
list.add("Apple");
list.add("Banana");
list.add("Orange");
我们还可以使用索引将元素添加到数组列表中。例如，
import java.util.ArrayList;
class Main {
public static void main(String[] args){
ArrayList<String> animals = new ArrayList<>();
//添加元素
animals.add(0,"Dog");
animals.add(1,"Cat");
animals.add(2,"Horse");
System.out.println("ArrayList: " + animals);
}
}
3.将一个数组列表的元素添加到另一个数组列表
要将数组列表的所有元素添加到新的数组列表，请使用addAll()方法。例如，
import java.util.ArrayList;
class Main {
public static void main(String[] args){
ArrayList<String> mammals = new ArrayList<>();
mammals.add("Dog");
mammals.add("Cat");
mammals.add("Horse");
System.out.println("Mammals: " + mammals);
ArrayList<String> animals = new ArrayList<>();
animals.add("Crocodile");
// 添加mammals所有元素到animals
animals.addAll(mammals);
System.out.println("Animals: " + animals);
}
}
4 使用asList()初始化ArrayList
与数组不同，我们不能直接初始化数组列表。 但是，我们可以使用Arrays类的asList()方法来达到相同的效果。
为了使用asList()方法，我们必须先导入 java.util.Arrays 包。
例如
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
class Main {
public static void main(String[] args) {
//创建数组列表
ArrayList<String> animals = new ArrayList<>(Arrays.asList("Cat", "Cow", "Dog"));
System.out.println("ArrayList: " + animals);
//访问数组列表中的元素
String element = animals.get(1);
System.out.println("访问元素: " + element);
}
}
5 获取ArrayList中的元素
1.使用get()方法
String fruit1 = list.get(0); // 获取第一个元素
String fruit2 = list.get(1); // 获取第二个元素
2.使用 iterator() 方法
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
class Main {
public static void main(String[] args){
ArrayList<String> animals = new ArrayList<>();
//在数组列表中添加元素
animals.add("Dog");
animals.add("Cat");
animals.add("Horse");
animals.add("Zebra");
//创建一个Iterator对象
Iterator<String> iterate = animals.iterator();
System.out.print("ArrayList: ");
//使用Iterator的方法访问元素
while(iterate.hasNext()){
System.out.print(iterate.next());
System.out.print(", ");
}
}
}
6 更改ArrayList元素
要更改数组列表的元素，我们可以使用set()方法。例如，
import java.util.ArrayList;
class Main {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> animals= new ArrayList<>();
//在数组列表中添加元素
animals.add("Dog");
animals.add("Cat");
animals.add("Horse");
System.out.println("ArrayList: " + animals);
//更改数组列表的元素
animals.set(2, "Zebra");
System.out.println("修改后的ArrayList: " + animals);
}
}
7 删除ArrayList元素
1 remove()
import java.util.ArrayList;
class Main {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> animals = new ArrayList<>();
//在数组列表中添加元素
animals.add("Dog");
animals.add("Cat");
animals.add("Horse");
System.out.println("初始ArrayList: " + animals);
//从索引2中删除元素
String str = animals.remove(2);
System.out.println("最终ArrayList: " + animals);
System. out.println("删除元素: " + str);
}
}
2 removeAll()
使用removeAll()方法，删除数组中的所有元素
import java.util.ArrayList;
class Main {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> animals = new ArrayList<>();
// 在ArrayList中添加元素
animals.add("Dog");
animals.add("Cat");
animals.add("Horse");
System.out.println("初始ArrayList: " + animals);
// 删除所有元素
animals.removeAll(animals);
System.out.println("最终ArrayList: " + animals);
}
}
3 clear()
还可以使用removeAll()方法，删除数组中的所有元素
import java.util.ArrayList;
class Main {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> animals= new ArrayList<>();
//在数组列表中添加元素
animals.add("Dog");
animals.add("Cat");
animals.add("Horse");
System.out.println("Initial ArrayList: " + animals);
//删除所有元素
animals.clear();
System.out.println("Final ArrayList: " + animals);
}
}
注意：clear()方法比removeAll()方法更高效。
8 获取集合大小
如果要计算 ArrayList 中的元素数量可以使用 size() 方法：
import java.util.ArrayList;
public class RunoobTest {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> sites = new ArrayList<String>();
sites.add("hello");
sites.add("world");
sites.add("hi");
sites.add("china");
System.out.println(sites.size());
}
}
9 遍历 ArrayList
1 for循环
import java.util.ArrayList;
public class RunoobTest {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> sites = new ArrayList<String>();
sites.add("hello");
sites.add("world");
sites.add("hi");
sites.add("china");
for (int i = 0; i < sites.size(); i++) {
System.out.println(sites.get(i));
}
}
}
2.使用 forEach 循环
import java.util.ArrayList;
public class RunoobTest {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> sites = new ArrayList<String>();
sites.add("hello");
sites.add("world");
sites.add("hi");
sites.add("china");
for (String i : sites) {
System.out.println(i);
}
}
}
10 ArrayList 排序
要对数组列表的元素进行排序，我们使用Collections类的sort()方法。为了使用它，我们必须先导入java.util.Collections包。
默认情况下，排序以字母或数字升序进行。例如，
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
class Main {
public static void main(String[] args){
ArrayList<String> animals= new ArrayList<>();
//在数组列表中添加元素
animals.add("Horse");
animals.add("Zebra");
animals.add("Dog");
animals.add("Cat");
System.out.println("未排序的ArrayList: " + animals);
//对数组列表进行排序
Collections.sort(animals);
System.out.println("排序后的ArrayList: " + animals);
}
}
以下实例对数字进行排序：
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections; // 引入 Collections 类
public class RunoobTest {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<Integer> myNumbers = new ArrayList<Integer>();
myNumbers.add(33);
myNumbers.add(15);
myNumbers.add(20);
myNumbers.add(34);
myNumbers.add(8);
myNumbers.add(12);
Collections.sort(myNumbers); // 数字排序
for (int i : myNumbers) {
System.out.println(i);
}
}
}
11 ArrayList转数组
在Java中，可以使用toArray()方法将数组列表转换为数组。例如，
import java.util.ArrayList;
class Main {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> animals= new ArrayList<>();
//在数组列表中添加元素
animals.add("Dog");
animals.add("Cat");
animals.add("Horse");
System.out.println("ArrayList: " + animals);
//创建一个新的String类型数组
String[] arr = new String[animals.size()];
//将ArrayList转换成数组
animals.toArray(arr);
System.out.print("Array: ");
for(String item:arr) {
System.out.print(item+", ");
}
}
}
12 数组转ArrayList
数组转换为Arraylist。为此，可以使用Arrays类的asList()方法。
要使用asList()，必须先导入java.util.Arrays包。例如，
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
class Main {
public static void main(String[] args) {
//创建一个字符串类型的数组
String[] arr = {"Dog", "Cat", "Horse"};
System.out.print("Array: ");
//打印数组
for(String str: arr) {
System.out.print(str);
System.out.print(" ");
}
//从数组创建ArrayList
ArrayList<String> animals = new ArrayList<>(Arrays.asList(arr));
System.out.println("\nArrayList: " + animals);
}
}
13 ArrayList转换为字符串
要将数组列表转换为字符串，可以使用toString()方法。例如
import java.util.ArrayList;
class Main {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> animals = new ArrayList<>();
//在ArrayList中添加元素
animals.add("Dog");
animals.add("Cat");
animals.add("Horse");
System.out.println("ArrayList: " + animals);
//将ArrayList转换为字符串
String str = animals.toString();
System.out.println("String: " + str);
}
}
注意： toString()将整个数组列表转换为单个String。
四、 ArrayLiat 常用API
Java ArrayList 常用方法列表如下：
| 方法 | 描述 |
|---|---|
| add() | 将元素插入到指定位置的 arraylist 中 |
| addAll() | 添加集合中的所有元素到 arraylist 中 |
| clear() | 删除 arraylist 中的所有元素 |
| clone() | 复制一份 arraylist |
| contains() | 判断元素是否在 arraylist |
| get() | 通过索引值获取 arraylist 中的元素 |
| indexOf() | 返回 arraylist 中元素的索引值 |
| removeAll() | 删除存在于指定集合中的 arraylist 里的所有元素 |
| remove() | 删除 arraylist 里的单个元素 |
| size() | 返回 arraylist 里元素数量 |
| isEmpty() | 判断 arraylist 是否为空 |
| subList() | 截取部分 arraylist 的元素 |
| set() | 替换 arraylist 中指定索引的元素 |
| sort() | 对 arraylist 元素进行排序 |
| toArray() | 将 arraylist 转换为数组 |
| toString() | 将 arraylist 转换为字符串 |
| ensureCapacity() | 设置指定容量大小的 arraylist |
| lastIndexOf() | 返回指定元素在 arraylist 中最后一次出现的位置 |
| retainAll() | 保留 arraylist 中在指定集合中也存在的那些元素 |
| containsAll() | 查看 arraylist 是否包含指定集合中的所有元素 |
| trimToSize() | 将 arraylist 中的容量调整为数组中的元素个数 |
| removeRange() | 删除 arraylist 中指定索引之间存在的元素 |
| replaceAll() | 将给定的操作内容替换掉数组中每一个元素 |
| removeIf() | 删除所有满足特定条件的 arraylist 元素 |
| forEach() | 遍历 arraylist 中每一个元素并执行特定操作 |