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Java里如何使用ArrayList存储可变集合_ArrayList内部结构与性能说明

P粉602998670
发布: 2025-12-17 17:03:28
原创
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ArrayList基于动态数组实现,支持自动扩容,初始容量通常为10,扩容时新容量为原容量的1.5倍,底层使用Object数组存储元素,具有随机访问快、尾部添加高效、中间插入删除慢的特点,建议预设初始容量并优先在末尾操作元素以提升性能。

java里如何使用arraylist存储可变集合_arraylist内部结构与性能说明

在Java中,ArrayList 是最常用的集合类之一,用于存储可变数量的元素。它属于 java.util 包,实现了 List 接口,底层基于动态数组实现,支持自动扩容,使用起来灵活高效。

如何使用ArrayList存储可变集合

要使用 ArrayList 存储可变集合,先创建一个 ArrayList 实例,然后通过添加、删除等方法动态管理元素。

示例代码:

import java.util.ArrayList;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个存储字符串的ArrayList
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();

        // 添加元素
        list.add("Apple");
        list.add("Banana");
        list.add("Orange");

        // 修改元素
        list.set(1, "Grape");

        // 删除元素
        list.remove("Apple");

        // 遍历输出
        for (String fruit : list) {
            System.out.println(fruit);
        }
    }
}
  
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ArrayList 支持泛型,确保类型安全。也可存储自定义对象,如 ArrayList<person></person>

ArrayList的内部结构解析

ArrayList 的底层是一个Object 数组,初始容量通常为10(具体取决于构造方式)。当元素数量超过当前数组容量时,会触发自动扩容机制。

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关键点如下:

  • 默认构造函数创建的 ArrayList 初始容量为10,但JDK 12以后可能延迟初始化,首次添加时才分配空间。
  • 内部数组是 transient 的,意味着序列化时不会直接保存整个数组,而是按需写入实际元素。
  • 扩容时,新容量为原容量的1.5倍(通过位运算 oldCapacity + (oldCapacity >> 1) 实现)。
  • 扩容操作涉及创建新数组并复制旧数据,开销较大,因此合理预设初始容量能提升性能。

性能特点与使用建议

ArrayList 在不同操作上的性能表现有明显差异,了解这些有助于写出更高效的代码。

  • 随机访问快:基于数组下标访问,时间复杂度为 O(1),适合频繁读取的场景。
  • 尾部添加高效:在末尾添加元素通常是 O(1),但扩容时为 O(n)。
  • 中间插入/删除慢:需要移动后续元素,时间复杂度为 O(n),不推荐高频使用。
  • 内存占用较高:数组可能包含未使用的空间,特别是扩容后元素未填满时。

使用建议:

  • 如果知道大致元素数量,使用带初始容量的构造函数,如 new ArrayList(100),避免频繁扩容。
  • 优先在列表末尾添加或删除元素,减少数组移动开销。
  • 若需要频繁在中间增删元素,考虑使用 LinkedList

基本上就这些。ArrayList 适合读多写少、主要在尾部操作的场景,理解其内部机制有助于优化程序性能。

以上就是Java里如何使用ArrayList存储可变集合_ArrayList内部结构与性能说明的详细内容,更多请关注php中文网其它相关文章!

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