Java 中初始化 ArrayList 的方法详解

简介

在 Java 编程中，ArrayList 是一个非常常用的动态数组类，它位于 java.util 包下。ArrayList 可以动态地增加和减少元素，并且能灵活地调整数组大小。正确地初始化 ArrayList 是使用它的基础，本文将详细介绍在 Java 中初始化 ArrayList 的各种方法，包括基础概念、使用方法、常见实践和最佳实践。

基础概念
使用方法
- 无参构造函数初始化
- 带初始容量的构造函数初始化
- 使用 Arrays.asList() 方法初始化
- 使用匿名内部类初始化
- 使用 Java 8 的 Stream API 初始化
常见实践
- 初始化空的 ArrayList 并逐步添加元素
- 从另一个集合初始化 ArrayList
最佳实践
- 根据场景选择合适的初始化方法
- 考虑性能和代码可读性
小结
参考资料

基础概念

ArrayList 是 Java 集合框架中的一个类，它实现了 List 接口。ArrayList 内部使用数组来存储元素，当元素数量超过数组容量时，会自动进行扩容。初始化 ArrayList 就是为其分配内存空间，并可以选择预先填充一些元素。

使用方法

无参构造函数初始化

使用无参构造函数创建一个空的 ArrayList，初始容量为 10。当添加元素时，如果容量不足，会自动进行扩容。

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

public class ArrayListInitialization {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用无参构造函数初始化
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("apple");
        list.add("banana");
        System.out.println(list);
    }
}

带初始容量的构造函数初始化

如果预先知道 ArrayList 大致需要存储的元素数量，可以使用带初始容量的构造函数，避免频繁的扩容操作，提高性能。

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

public class ArrayListInitialization {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用带初始容量的构造函数初始化
        List<Integer> list = new ArrayList<>(20);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            list.add(i);
        }
        System.out.println(list);
    }
}

使用 `Arrays.asList()` 方法初始化

Arrays.asList() 方法可以将数组转换为 List，然后可以用这个 List 来初始化 ArrayList。

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

public class ArrayListInitialization {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用 Arrays.asList() 方法初始化
        String[] array = {"cat", "dog", "bird"};
        List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList(array));
        System.out.println(list);
    }
}

使用匿名内部类初始化

可以使用匿名内部类在初始化 ArrayList 时直接添加元素。

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

public class ArrayListInitialization {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用匿名内部类初始化
        List<Double> list = new ArrayList<Double>() {{
            add(1.1);
            add(2.2);
            add(3.3);
        }};
        System.out.println(list);
    }
}

使用 Java 8 的 Stream API 初始化

Java 8 引入的 Stream API 可以方便地初始化 ArrayList。

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;
import java.util.stream.IntStream;

public class ArrayListInitialization {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用 Java 8 的 Stream API 初始化
        List<Integer> list = IntStream.range(0, 5)
                                     .boxed()
                                     .collect(Collectors.toCollection(ArrayList::new));
        System.out.println(list);
    }
}

常见实践

初始化空的 `ArrayList` 并逐步添加元素

在很多场景下，我们并不知道需要存储多少元素，此时可以先初始化一个空的 ArrayList，然后在程序运行过程中逐步添加元素。

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

public class ArrayListInitialization {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入元素，输入 end 结束：");
        String input;
        while (!(input = scanner.nextLine()).equals("end")) {
            list.add(input);
        }
        System.out.println(list);
        scanner.close();
    }
}

从另一个集合初始化 `ArrayList`

如果已经有一个集合，可以直接用这个集合来初始化 ArrayList。

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashSet;
import java.util.List;
import java.util.Set;

public class ArrayListInitialization {
    public static void main(String[] args) {
        Set<String> set = new HashSet<>();
        set.add("red");
        set.add("green");
        set.add("blue");
        List<String> list = new ArrayList<>(set);
        System.out.println(list);
    }
}

最佳实践

根据场景选择合适的初始化方法

如果预先知道元素数量，使用带初始容量的构造函数。
如果已经有一个数组或集合，使用 Arrays.asList() 或直接用集合初始化。
如果需要动态添加元素，先初始化一个空的 ArrayList。

考虑性能和代码可读性

避免频繁的扩容操作，选择合适的初始容量。
代码要简洁易懂，避免使用过于复杂的初始化方式。

小结

本文详细介绍了在 Java 中初始化 ArrayList 的多种方法，包括无参构造函数、带初始容量的构造函数、Arrays.asList() 方法、匿名内部类和 Java 8 的 Stream API 等。同时，给出了常见实践和最佳实践，帮助读者根据不同的场景选择合适的初始化方法。希望读者通过本文能深入理解并高效使用 ArrayList 的初始化。

参考资料

《Effective Java》
《Java 核心技术》