Java ArrayList：创建、添加、删除、遍历与排序

能自动调整大小的列表

普通的 Java 数组长度是固定的：定下十个位置，就永远只有十个位置。ArrayList 是 java.util 中可变长度的替代方案：添加元素时它会变长，删除时会变短，还自带各种实用方法，满足你对列表的日常操作。

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> names = new ArrayList<>();
        names.add("Ada");
        names.add("Boris");
        names.add("Chen");

        System.out.println(names);
        System.out.println("Count: " + names.size());
    }
}

注意尖括号里的类型 List<String>，它告诉编译器这个列表存放的是 String 值。右边的 <>（“菱形运算符”）让 Java 推断出同样的类型，不必再写一遍。另外注意要导入 java.util.ArrayList；它默认是不可用的。

声明为 List，构造为 ArrayList

你几乎总会看到变量被声明为 List 接口类型，而不是具体的 ArrayList：

List<String> names = new ArrayList<>();

这是好习惯，不是硬性规定。面向 List 接口编程，意味着其余代码并不关心你用的是哪种列表实现，以后换成另一种实现时无需改动它们。在日常使用中，两种写法的效果相同。

添加、获取和设置

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> fruits = new ArrayList<>();
        fruits.add("apple");      // append to the end
        fruits.add("banana");
        fruits.add(1, "cherry");  // insert at index 1

        System.out.println(fruits.get(0));   // read by index
        fruits.set(0, "apricot");            // overwrite index 0

        System.out.println(fruits);
    }
}

• add(value) 追加到末尾。
• add(index, value) 插入到指定位置，后面的元素依次后移。
• get(index) 读取指定位置的元素（索引从 0 开始）。
• set(index, value) 覆盖已有的元素。

索引从 0 开始，对越界的索引调用 get 会抛出 IndexOutOfBoundsException。

删除元素

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> fruits = new ArrayList<>();
        fruits.add("apple");
        fruits.add("banana");
        fruits.add("cherry");

        fruits.remove("banana");  // remove by value (first match)
        fruits.remove(0);         // remove by index

        System.out.println(fruits);
    }
}

当列表存放的是 Integer 时，有一个经典陷阱。remove(int) 是“按索引删除”，remove(Object) 是“按值删除”，所以：

List<Integer> nums = new ArrayList<>(List.of(10, 20, 30));
nums.remove(1);                      // removes index 1 -> the value 20
nums.remove(Integer.valueOf(20));    // removes the value 20

当你的意思是“删除这个值”而不是“删除这个索引”时，要用 Integer.valueOf(...) 包装这个值。

大小、包含与索引查找

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> fruits = new ArrayList<>(List.of("apple", "banana", "cherry"));

        System.out.println(fruits.size());            // 3
        System.out.println(fruits.isEmpty());         // false
        System.out.println(fruits.contains("banana")); // true
        System.out.println(fruits.indexOf("cherry"));  // 2
    }
}

List.of(...) 可以快速创建一个不可变列表；把它传给 ArrayList 构造方法，就得到一个以这些值为初始内容的可变副本。

遍历 ArrayList

最简洁的循环是增强 for 循环（for-each 循环）：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> fruits = new ArrayList<>(List.of("apple", "banana", "cherry"));

        for (String fruit : fruits) {
            System.out.println(fruit.toUpperCase());
        }
    }
}

如果还需要索引，就用 size() 和 get(i) 写计数循环：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> fruits = new ArrayList<>(List.of("apple", "banana", "cherry"));

        for (int i = 0; i < fruits.size(); i++) {
            System.out.println(i + ": " + fruits.get(i));
        }
    }
}

有一条规则：不要在 for-each 循环遍历列表时向列表添加或删除元素，否则会抛出 ConcurrentModificationException。要安全地删除匹配的元素，使用 removeIf：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> nums = new ArrayList<>(List.of(1, 2, 3, 4, 5, 6));
        nums.removeIf(n -> n % 2 == 0);   // drop the even numbers
        System.out.println(nums);
    }
}

排序

Collections.sort 按自然顺序原地排序列表（字符串按字母顺序，数字按大小）：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> nums = new ArrayList<>(List.of(3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6));

        Collections.sort(nums);
        System.out.println(nums);

        nums.sort(Collections.reverseOrder());  // descending
        System.out.println(nums);
    }
}

要自定义排序，给 list.sort(...) 传入一个 Comparator，例如 names.sort(Comparator.comparingInt(String::length)) 按长度排序。

ArrayList 存放对象，而不是基本类型

你不能写 ArrayList<int>。泛型只能用于对象类型，所以要使用包装类 Integer、Double、Boolean 等：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> scores = new ArrayList<>();
        scores.add(95);   // int 95 is auto-boxed to Integer
        scores.add(88);

        int first = scores.get(0);  // auto-unboxed back to int
        System.out.println(first + scores.get(1));
    }
}

Java 的自动装箱会自动在 int 和 Integer 之间转换，所以代码读起来很自然，只是要记住列表本身存放的是 Integer 对象。

下一步：HashMap

当你关心顺序和位置时，ArrayList 是合适的工具。当你需要按键查找数据时，比如用用户名找用户、用商品编码找价格，你需要的是 HashMap，这就是下一页的内容。