【Java ArrayList】从入门到精通：从概念，使用到扩容机制，一篇带你掌握Java动态数组核心

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🔍系列专栏：Java.数据结构

【前言】

ArrayList 是 Java 集合框架（Java Collections Framework）中最常用的动态数组实现，它提供了灵活的容量管理、便捷的增删改查操作，广泛应用于日常开发中。本文将深入剖析 ArrayList 的底层结构、核心方法源码、性能特点及最佳实践，帮助读者彻底掌握这一基础数据结构。

文章目录：

• 一、ArrayList的概念
• 二、ArrayList的使用
  • 1.构造ArrayList
    • 1.1 无参构造方法
    • 1. 2 带有初始容量的构造方法
    • 1.3 用其他集合类构造ArrayList
  • 2.操作方法
    • 2.1 boolean add(E e):尾插e
    • 2.2 void add(int index,E element):将e插入index位置
    • 2.3 boolean addAll(Collection<?extends E>c):尾插c中的元素
    • 2.4 E remove(int index/Object o)
    • 2.4 List<E>subList(int fromIndex,int toIndex):截取list部分
• 三、ArrayList的遍历
  • 1.for循环遍历
  • 2.增强型for循环
  • 3.迭代器
• 四、ArrayList扩容机制

一、ArrayList的概念

ArrayList基于动态数组实现，底层维护一个Object[ ]数组，elementDate存储元素，同时通过size变量记录当前有效元素个数，容量可自动扩容。它实现了List接口，如下图：

ArrayList是以泛型方式实现，使用时必须实例化；ArrayList实现RandomAccess接口，ArrayList可随机访问；ArrayList实现Cloneable接口，ArrayList可以克隆；ArrayList实现Serializable接口，支持序列化；ArrayList不是线程安全，在单线程下可以使用在多线程中可以选择Vector或者CopyOnWriteArrayList；ArrayList底层是一段连续的空间，可以自动扩容，是一个动态类型的顺序表

二、ArrayList的使用

1.构造ArrayList

ArrayList提供三种构造函数：

1.1 无参构造方法

publicstaticvoidmain(String[] args){//创建一个空的ArrayListArrayList<Integer> list =newArrayList<>(); list.add(1); list.add(2); list.add(3);System.out.println(list);}

【源码：】

1. 2 带有初始容量的构造方法

//创建一个有初始容量的ArrayListArrayList<Integer> list2 =newArrayList<>(5); list2.add(22); list2.add(33); list2.add(44);System.out.println(list2);

【源码：】

1.3 用其他集合类构造ArrayList

类型一定是实现了Collection接口传的参数要是E或E的子类

//创建一个有初始容量的ArrayListArrayList<Integer> list2 =newArrayList<>(5); list2.add(22); list2.add(33); list2.add(44);System.out.println(list2);//都是Integer类型，可以传ArrayList<Integer> list3 =newArrayList<>(list2);

【源码：】

2.操作方法

2.1 boolean add(E e):尾插e

//创建一个空的ArrayListArrayList<Integer> list =newArrayList<>();//末尾插入1 list.add(1);System.out.println(list);

2.2 void add(int index,E element):将e插入index位置

//创建一个空的ArrayListArrayList<Integer> list =newArrayList<>();//0位置插入1 list.add(0,1);System.out.println(list);

2.3 boolean addAll(Collection<?extends E>c):尾插c中的元素

//创建一个空的ArrayListArrayList<Integer> list =newArrayList<>();//0位置插入1 list.add(1); list.add(11); list.add(111);System.out.println(list);ArrayList<Integer> list2 =newArrayList<>(); list2.addAll(list); list2.add(1111);System.out.println(list2);

2.4 E remove(int index/Object o)

//创建一个空的ArrayListArrayList<Integer> list =newArrayList<>();//0位置插入1 list.add(1); list.add(11); list.add(111);System.out.println(list); list.remove(2);//下标//对象 list.remove(newInteger(2));Integer x =2;//写法2 list.remove(x);

2.4 ListsubList(int fromIndex,int toIndex):截取list部分

//创建一个空的ArrayListArrayList<Integer> list =newArrayList<>();//0位置插入1 list.add(1); list.add(11); list.add(111); list.add(1111);System.out.println(list);List<Integer> subList = list.subList(1,3);System.out.println(subList);

它的截取是左闭右开，截取1~3位置，取2，3后面如果修改元素，截取的也会随之修改，实际截取的是地址

一些简单的方法就不一一列举了，直接调用就行，具体的方法实现可以看这篇【Java ArrayList】底层方法的自我实现

三、ArrayList的遍历

1.for循环遍历

for(int i =0; i < list.size(); i++){Integer a = list.get(i);System.out.println(a+" ");}

2.增强型for循环

for(int x : list){System.out.println(x+" ");}

3.迭代器

只要实现Iterable接口，都可以使用迭代器打印
it.next():访问下一个，it望后走一步

Iterator<Integer> it = list.iterator();while(it.hasNext()){System.out.println(it.next()+" ");}

从指定位置开始打印

//可以从指定位置开始打印ListIterator<Integer> it2 = list.listIterator(2);while(it2.hasNext()){System.out.println(it2.next()+" ");}

逆向打印

ListIterator<Integer> it = list.listIterator(list.size());while(it.hasPrevious()){System.out.println(it.previous()+" ");}

四、ArrayList扩容机制

ArrayList是⼀个动态类型的顺序表，在插⼊元素的过程中会⾃动扩容。

如果调⽤不带参数的构造⽅法，第⼀次分配数组⼤⼩为10后续扩容为1.5倍扩容

源码如下：

【总结】

ArrayList 是基于动态数组的 List 实现，具有随机访问快、使用便捷的特点，适合大多数读多写少的场景。本文从底层原理、核心方法、性能分析到注意事项，全面剖析了 ArrayList 的特性，希望能帮助读者深入理解并灵活运用这一基础数据结构。