Java基础：集合框架与ArrayList详解

今天的学习笔记主要聚焦于Java基础中的集合框架，特别是ArrayList类及其相关操作。集合框架在Java编程中扮演着至关重要的角色，它提供了多种数据结构来存储和管理数据，包括有序和无序、可重复和不可重复的数据类型。 首先，我们回顾一下Java集合的基本分类。Java集合框架由四个主要接口组成：List、Set、Map和Queue。其中： 1. List 是有序的，元素的插入和删除会保持原有的顺序，提供索引访问，允许重复元素。ArrayList和LinkedList是List接口的典型实现，ArrayList以其动态扩容机制而广泛使用。 2. Set 是无序且不包含重复元素，常用于消除重复数据。HashSet和TreeSet是Set的常见实现，HashSet基于哈希表，而TreeSet则基于红黑树，提供了排序功能。 3. Map 用于存储键值对，提供了查找、插入和删除键值对的功能，如HashMap和TreeMap。 4. Queue 表示一种先进先出（FIFO）或后进先出（LIFO）的数据结构，如LinkedList和PriorityQueue。 接下来，我们详细讲解了ArrayList类，它是List接口的一个具体实现，具有以下特点： - ArrayList在初始化时，默认长度为10，但当元素数量超过其容量的一半时，会自动扩容，新容量为旧容量的1.5倍，确保高效性。 - ArrayList提供了多种构造方法，包括指定初始容量、空列表创建以及通过其他集合初始化。 - 常用的操作方法包括： - `add(Object o)`：向末尾添加元素。 - `add(int index, Object o)`：在指定索引处插入元素。 - `size()`：获取元素数量。 - `get(int index)`：根据索引获取元素。 - `isEmpty()`：判断集合是否为空。 - `indexOf(Object o)`：查找元素第一次出现的位置。 - `remove(int index)`：移除指定索引的元素并返回。 - `boolean remove(Object o)`：移除指定元素，如果存在返回true，否则返回false。 - `clear()`：清空所有元素。 - `set(int index, E e)`：替换指定索引处的元素。 - `iterator()`：获取遍历集合的迭代器。 - `trimToSize()`：调整容量以匹配当前元素数量。 - `contains(Object o)`：检查元素是否存在。 - `lastIndexOf(Object o)`：查找元素最后一次出现的位置。 - `toArray()`：将集合转换为数组。 - `addAll(Collection<? extends E> c)`：将另一个集合的所有元素追加到此列表的末尾。 - `addAll(int index, Collection<? extends E> c)`：在指定位置插入另一个集合的所有元素。 - `retainAll(Collection c)`：保留与指定集合交集的元素。 - `removeAll(Collection<?> c)`：移除所有存在于指定集合中的元素。 - `subList(int fromIndex, int toIndex)`：返回一个从fromIndex到toIndex（不包括toIndex）的新列表，它是此列表的一个视图。 在实践中，ArrayListDemo类可能会包含一些针对ArrayList的具体操作演示，比如创建ArrayList实例，添加、删除和查询元素，以及处理集合的遍历和修改。通过这些练习，学习者可以更好地理解ArrayList的工作原理和常用操作。熟练掌握集合框架有助于程序员编写更高效、灵活的代码，特别是在处理大量数据和需要频繁增删元素的场景。