精通 Java ArrayList 方法：完整指南，附示例和真实案例

Source: Dev.to

实际上什么是 ArrayList？

在内部，ArrayList 仍然使用数组，但它会为你处理所有的扩容逻辑。当空间不足时，它会创建一个更大的数组并把所有内容复制过去。结果就是一个 动态数组，既提供了快速的基于索引的访问，又拥有列表的灵活性。

为什么要在意？

• 你事先不知道会有多少元素。
• 需要频繁添加/删除元素。
• 仍然想要快速的随机访问（例如，获取第 5 位的元素）。
• 你不需要其他集合的超特化功能（例如，LinkedList 用于在两端常数时间插入，或 HashSet 用于唯一性）。

必备的 ArrayList 方法，配合真实代码解读

基础：添加和访问

add(E element) & add(int index, E element)

ArrayList socialApps = new ArrayList<>();
socialApps.add("Instagram");          // 添加到末尾
socialApps.add("Twitter");
socialApps.add(1, "TikTok");         // 在索引 1 处插入
// 现在的顺序: ["Instagram", "TikTok", "Twitter"]

真实场景： 根据用户权限在 Android 应用中动态生成菜单列表。

get(int index)

String currentFav = socialApps.get(0); // "Instagram"

小技巧： 在生产环境中始终检查边界或使用安全方法，以避免 IndexOutOfBoundsException。

set(int index, E element)

socialApps.set(2, "Snapchat"); // 替换索引 2 处的元素

了解内部内容：检查与查找

• size() – 替代 array.length。socialApps.size() 返回 3。
• isEmpty() – 若列表不包含任何元素则返回 true。
• contains(Object o) & indexOf(Object o)

boolean hasTikTok = socialApps.contains("TikTok"); // true
int pos = socialApps.indexOf("Instagram");           // 0

真实场景： 在用户注册前验证用户名是否已存在。

清理工作：删除元素

remove(int index) & remove(Object o)

socialApps.remove(1);          // 按索引删除 "TikTok"
socialApps.remove("X");        // 尝试按对象删除 "X"

注意：remove(1) 按索引删除，而 remove(Integer.valueOf(1)) 才是删除列表中数值 1。

clear() – 删除所有元素，使列表为空。

socialApps.clear(); // 列表现在为空

进阶：批量操作与遍历

addAll(Collection c) – 像高手一样合并列表。

ArrayList newApps = new ArrayList<>(Arrays.asList("Threads", "Bluesky"));
socialApps.addAll(newApps);

subList(int fromIndex, int toIndex) – 获取列表的一段 视图（不是副本），适用于分页。

遍历 ArrayList

// For‑each（最简洁）
for (String app : socialApps) {
    System.out.println(app);
}

// Iterator（在循环中安全删除）
Iterator it = socialApps.iterator();
while (it.hasNext()) {
    if (it.next().contains("a")) {
        it.remove(); // 在遍历时安全删除
    }
}

// Java 8+ forEach + lambda（更清晰）
socialApps.forEach(app -> System.out.println(app));

Initial Capacity – 如果你知道大概会存放 10 000 条数据，可使用 new ArrayList<>(10000)，避免频繁扩容。

性能说明

• get(index) 和 set(index, element) 的时间复杂度是 O(1) – 常数时间。
• add(element) 的时间复杂度是 O(1) 摊销（通常很快；偶尔的扩容会导致一次复制）。
• add(index, element) 和 remove(index) 的时间复杂度是 O(n) – 当在列表前部操作时会因为元素搬移而变慢。
• 同步问题： ArrayList 不是线程安全的。若多线程访问，请使用 Collections.synchronizedList(new ArrayList<>()) 或并发集合。
• 复制： new ArrayList<>(oldList) 只创建浅拷贝，内部对象在两个列表之间共享。

真实案例：电商购物车

ArrayList cart = new ArrayList<>();

// 用户添加商品
cart.add(new CartItem("Java Programming Book", 1, 29.99));
cart.add(new CartItem("USB‑C Cable", 2, 15.99));

// 更新第一件商品的数量
CartItem firstItem = cart.get(0);
firstItem.setQuantity(2);

// 用户删除商品
cart.removeIf(item -> item.getName().contains("Cable")); // 删除所有包含 “Cable” 的商品

// 结算 – 计算总价
double total = 0;
for (CartItem item : cart) {
    total += item.getPrice() * item.getQuantity();
}

// 订单完成后清空购物车
cart.clear();

FAQ

• Q: 2024 年该用 Array 还是 ArrayList？
• Q: 如何对 ArrayList 进行排序？
• Q: 能在 ArrayList 中存放基本类型吗？
• Q: ArrayList 的内存使用效率如何？

总结

集合是专业 Java 开发的核心组成部分。掌握 ArrayList 的各种方法能为你构建生产级应用奠定坚实基础。多多练习、动手写代码，让这些动态列表为你所用！