Java ArrayList 基础详解

原创于 2025-08-10 12:49:56 发布 · 973 阅读

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在 Java 中，当我们需要存储多个数据时，数组虽然能用，但固定长度的特性往往不够灵活 —— 比如想动态添加或删除元素时，数组就显得力不从心。这时，ArrayList作为最常用的集合类之一，就能完美解决这个问题。今天这篇文章，我们就从基础出发，结合实例聊聊ArrayList的核心特性、创建方式以及必备操作，帮你快速上手这个 “动态数组”。

一、为什么需要 ArrayList？

先想想数组的痛点：假设你定义了一个长度为 3 的数组String[] arr = new String[3]，当你想存第 4 个元素时，只能重新创建一个更长的数组，把原有元素复制过去 —— 这操作不仅麻烦，还浪费内存。

而ArrayList本质是一个 “动态数组”，它的长度可以自动扩容，我们无需关心底层如何实现，只需调用方法就能轻松添加、删除元素。简单说，ArrayList 就是为 “动态管理一组数据” 而生的。

它的优势很明显：

长度可变，无需手动扩容
提供了丰富的方法操作元素（增删改查一键搞定）
支持泛型，能限定存储的数据类型（避免类型混乱）

二、ArrayList 的创建：泛型是关键

创建ArrayList的语法很简单，但泛型的使用是核心—— 它能规定集合中只能存某种类型的元素，避免运行时出现类型错误。

基本语法：

// 完整写法：指定泛型类型（存储String类型元素）
ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();

// 简化写法（JDK 7+支持）：后面的泛型可省略
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();

注意点：

泛型只能写引用类型（如String、Integer），不能写基本类型（如int、double）。如果要存整数，可用ArrayList<Integer>。
创建后直接打印list，会显示元素内容（如[]表示空集合），而不是地址值 —— 这是 Java 对集合类的特殊处理，方便调试。

三、ArrayList 核心操作：CRUD 一站式掌握

ArrayList的常用方法围绕 “增删改查（CRUD）” 展开，我们结合实例一个个讲清楚：

1. 增：添加元素（`add()`）

boolean add(E e)：向集合末尾添加元素，返回true（几乎永远成功，可忽略返回值）。

ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
// 添加元素
list.add("aaa");
list.add("bbb");
list.add("ccc");
System.out.println(list); // 输出：[aaa, bbb, ccc]

如果想在指定位置插入元素，可用add(int index, E e)：

list.add(1, "xxx"); // 在索引1的位置插入"xxx"
System.out.println(list); // 输出：[aaa, xxx, bbb, ccc]

2. 删：删除元素（`remove()`）

有两种删除方式，根据场景选择：

按元素删除：boolean remove(E e)
删除第一个匹配的元素，返回是否删除成功（存在则删除并返回true，否则false）。

// 删除"xxx"
boolean isRemoved = list.remove("xxx");
System.out.println(isRemoved); // 输出：true
System.out.println(list); // 输出：[aaa, bbb, ccc]

按索引删除：E remove(int index)
删除指定索引的元素，返回被删除的元素（需注意索引越界问题）。

// 删除索引0的元素
String removed = list.remove(0);
System.out.println(removed); // 输出：aaa（被删除的元素）
System.out.println(list); // 输出：[bbb, ccc]

3. 改：修改元素（`set()`）

E set(int index, E e)：修改指定索引的元素，返回被替换的旧元素。

// 将索引0的元素改为"ddd"
String old = list.set(0, "ddd");
System.out.println(old); // 输出：bbb（被替换的旧元素）
System.out.println(list); // 输出：[ddd, ccc]

4. 查：查询元素（`get()` + `size()`）

E get(int index)：获取指定索引的元素。
int size()：获取集合的长度（元素个数）。

结合循环遍历所有元素：

// 遍历集合
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
    String element = list.get(i);
    System.out.println(element);
}
// 输出：
// ddd
// ccc

四、ArrayList 的注意事项

索引越界问题：
调用get(index)、remove(index)、set(index)时，若index超出[0, size-1]范围，会抛出IndexOutOfBoundsException。务必注意循环中索引的边界（用size()判断）。
泛型的好处：
若不指定泛型（如ArrayList list = new ArrayList()），集合可以存任意类型元素，容易出现ClassCastException（类型转换异常）。建议始终指定泛型，比如ArrayList<Integer>存整数，ArrayList<Student>存自定义对象。
与数组的转换：
若需要将ArrayList转为数组，可用toArray()方法：
```
String[] arr = list.toArray(new String[0]); // 转为String数组
```