深入浅出 ArrayList：从基础用法到底层原理的全面解析（中）

最新推荐文章于 2025-12-02 21:20:38 发布

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#java #算法 #数据结构

四、ArrayList 常用方法实战 —— 从添加到遍历的全场景覆盖

ArrayList 提供了数十个方法，但日常开发中常用的只有 10 个左右，我们按 “元素操作”“集合查询”“遍历方式” 三类来梳理，每个方法都附带示例和注意事项。

4.1 元素添加：add () 与 addAll ()

添加元素是 ArrayList 最基础的操作，核心方法有两个：add(E e)（添加单个元素到尾部）和addAll(Collection<? extends E> c)（添加另一个集合的所有元素到尾部）。

4.1.1 add (E e)：尾部添加单个元素

源码核心逻辑：先检查是否需要扩容，再将元素添加到elementData[size]，最后size++。

public boolean add(E e) {
    // 确保容量足够（size+1：因为要添加1个元素）
    ensureCapacityInternal(size + 1);
    // 将元素添加到数组的size位置（此时size是当前元素个数，索引从0开始）
    elementData[size++] = e;
    return true;
}

示例：

List<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(10); // 添加成功，返回true
list.add(20);
System.out.println(list); // 输出：[10, 20]
System.out.println(list.size()); // 输出：2（元素个数）

注意：add()方法永远返回true（因为 ArrayList 允许添加任意元素，不会因 “元素已存在” 而返回 false，这与 Set 的add()不同）。

4.1.2 add (int index, E element)：指定索引插入元素

除了尾部添加，还可以在指定索引位置插入元素，但需要注意：插入位置会导致后续元素 “向后移动”，时间复杂度为 O (n)，频繁使用会影响性能。

示例：

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("a");
list.add("b");
// 在索引1的位置插入"c"（原索引1的"b"向后移动到索引2）
list.add(1, "c");
System.out.println(list); // 输出：[a, c, b]

注意：如果指定的索引index超出[0, size]范围（即index < 0或index > size），会抛出IndexOutOfBoundsException（索引越界异常）。

4.1.3 addAll (Collection<? extends E> c)：添加另一个集合的所有元素

示例：

List<String> list1 = new ArrayList<>();
list1.add("a");
list1.add("b");

List<String> list2 = new ArrayList<>();
list2.add("c");
list2.add("d");

// 将list2的所有元素添加到list1尾部
list1.addAll(list2);
System.out.println(list1); // 输出：[a, b, c, d]

addAll()返回boolean：如果集合因添加操作发生了变化（即 c 不为空），返回true；如果 c 为空，返回