ArrayList使用详解

概述

ArrayList是Java中使用率很高的集合容器，面试频率也很高，本篇文章主要对ArrayList这个容器从功能到源码做一个深入解析，使用的是jdk8来讲解。

功能介绍

ArrayList是一个有顺序的容器，底层是一个数组，不过它是会进行动态扩容。

特点：

• 是有顺序的容器, 底层是数组，会进行自动扩容，动态增大数组的长度
• 允许放入null元素
• 不是线程安全，并发修改的时候会抛出ConcurrentModificationException异常

构造方法

1. ArrayList()

说明：构造一个空容器，底层的数组长度默认为10

2. ArrayList(int initialCapacity)

说明：构造一个初始长度为initialCapacity大小的容器，也就是底层的数组长度为initialCapacity

3. ArrayList(Collection<? extends E> c)

说明：构造一个内容为入参容器c的有序的容器。

新增元素相关方法

1. boolean add(E e)

说明: 向集合中添加元素

2. void add(int index, E element)

说明: 向集合指定位置后面添加一个元素

3. boolean addAll(Collection<? extends E> c)

说明: 向集合中添加另外一个集合的元素

4. boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c)

说明: 向集合指定位置后面添加另外一个集合的全部元素

修改元素相关方法

1. E set(int index, E element)

说明: 设置集合中某个位置元素的值，返回修改前的内容

删除元素相关方法

1. boolean remove(Object o)

说明：删除集合中碰到的第一和o一样的元素，如果集合发生变化返回true

2. E remove(int index)

说明：删除集合中某个位置的元素，返回删除的元素内容

3. boolean removeAll(Collection<?> c)

说明：根据入参的集合，删除集合里面一样的元素，如果集合发生变化，返回true

4. void clear()

说明：清空集合中的元素

查找相关方法

1. int size()

说明：返回容器中元素的数量

2. boolean isEmpty()

说明：返回容器是否是空的，如果是空，返回true

3. boolean contains(Object o)

说明：返回容器是否包含指定对象

4. boolean containsAll(Collection<?> c)

说明：返回容器是否包含全部的对象

5. E get(int index)

说明：获取指定索引位置的元素

6. int indexOf(Object o)

说明：从头部开始找，获取查找到指定元素的第一个索引位置， 如果返回-1表示没有找到

7. int lastIndexOf(Object o)

说明：从后面往前找，获取查找到指定元素的第一个索引位置，如果返回-1表示没有找到

8. Object[] toArray()

说明：容器转换成数组

9. T[] toArray(T[] a)

说明：容器转换成指定类型的数组

10. Iterator iterator()

说明：返回容器的迭代器，用于遍历容器

11. ListIterator listIterator()

说明：返回容器的列表迭代器，继承自Iterator，可以往前查

12. ListIterator listIterator(int index)

说明：返回容器的列表迭代器，继承自Iterator，可以往前查

13. List subList(int fromIndex, int toIndex)

说明：返回容器指定位置开始的列表迭代器

14. boolean equals(Object o)

说明：容器中的每个元素都必须equals

15. int hashCode()

说明：容器中每个元素的hashCode相加

JDK8新增方法

1. void replaceAll(UnaryOperator operator)

说明：根据传入的函数逻辑替换容器中的每个元素

2. void sort(Comparator<? super E> c)

说明：根据传入的排序器排序容器中的元素

3. Spliterator spliterator()

说明：返回与 ArrayList 相同元素的 Spliterator，支持并发的遍历和分拆数据元素。

使用案例

public class ArrayListTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建容器，最好传入容器预估的大小
        List<String> usernames = new ArrayList<>(16);
        // 添加元素
        usernames.add("alvin");
        usernames.add("cxw");
        usernames.add("kk");
        usernames.add("alvin");
        usernames.add("lucy");
        usernames.add("cc");
        usernames.add("alvin");
        // 修改元素
        usernames.set(5, "tt");
        //查看元素
        System.out.println(usernames.get(5));
        // 删除元素
        usernames.remove("alvin");
        // cxw, kk, alvin, lucy, tt, alvin
        System.out.println(usernames);
        List<String> deleteUserNames = new ArrayList<>(1);
        deleteUserNames.add("alvin");
        // [cxw, kk, lucy, tt]
        usernames.removeAll(deleteUserNames);
        System.out.println(usernames);
        // 遍历删除的正确姿势
        Iterator<String> iterator = usernames.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            String item = iterator.next();
            if ("alvin".equals(item)) {
                iterator.remove();
            }
        }
        //使用Lambda表达式使用每个字符的长度替代原集合的元素
        usernames.replaceAll(ele -> ele + " NB");
        System.out.println(usernames);
        // 并发遍历，具体去学习下分割器
        usernames.spliterator().forEachRemaining(item -> System.out.println(item));
    }
}

使用注意事项

1. ArrayList的元素支持null, 所以有时候对数据的判空处理是必不可少的。
   
2. ArrayList 的 subList 结果不可强转成 ArrayList，否则会抛出 ClassCastException 异常，java.util.RandomAccessSubList cannot be cast to java.util.ArrayList。
   

说明：subList() 返回的是 ArrayList 的内部类 SubList，并不是 ArrayList 本身，而是 ArrayList 的一个视图，对于SubList 的所有操作最终会反映到原列表上。

3. 在 subList 场景中，高度注意对父集合元素的增加或删除，均会导致子列表的遍历、增加、删除产生 ConcurrentModificationException 异常。

说明：抽查表明，90% 的程序员对此知识点都有错误的认知。

3. 使用集合转数组的方法，必须使用集合的 toArray(T[] array)，传入的是类型完全一致、长度为0 的空数组。
   
4. 使用 Collection 接口任何实现类的 addAll() 方法时，要对输入的集合参数进行 NPE 判断。 说明：在 ArrayList#addAll 方法的第一行代码即 Object[] a = c.toArray()；其中 c 为输入集合参数，如果为 null，则直接抛出异常。
   
5. 不要在 foreach 循环里进行元素的 remove / add 操作。remove 元素请使用 iterator 方式，如果并发操作，需要对 iterator 对象加锁。
   
6. 使用工具类 Arrays.asList() 把数组转换成集合时，不能使用其修改集合相关的方法，它的 add/ remove / clear 方法会抛出 UnsupportedOperationException 异常。
   
7. Collections 类返回的对象，如：emptyList() / singletonList() 等都是 immutable list，不可对其进行添加或者删除元素的操作。