Java ArrayList 初始化全解析

简介

在 Java 编程中，ArrayList 是一个非常常用的动态数组实现类，它位于 java.util 包下。ArrayList 可以动态地调整大小，允许存储任意数量的元素。本文将详细介绍 Java ArrayList 初始化的基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践，帮助读者深入理解并高效使用 ArrayList 的初始化操作。

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
- 使用另一个集合初始化
常见实践
- 初始化时添加元素
- 初始化空列表后添加元素
最佳实践
- 预估容量以减少扩容开销
- 使用 Arrays.asList() 初始化
- 使用 Java 8 Stream 初始化
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，底层使用数组来存储元素。与普通数组不同的是，ArrayList 可以动态地调整大小，当元素数量超过当前容量时，会自动进行扩容。

初始化 ArrayList 就是为其分配内存空间，并可以选择在初始化时添加一些初始元素。根据不同的需求，可以选择不同的初始化方式。

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，初始容量为默认值（通常是 10）。

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

public class ArrayListInitializationExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用无参构造函数初始化
        List<String> list = new ArrayList<>();
        System.out.println("List size after initialization: " + list.size());
    }
}

在上述代码中，我们使用无参构造函数创建了一个 ArrayList 对象 list，并打印了初始化后的列表大小，结果为 0。

带初始容量的构造函数初始化

如果已经知道要存储的元素数量，可以使用带初始容量的构造函数来创建 ArrayList，这样可以避免不必要的扩容操作，提高性能。

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

public class ArrayListInitializationWithCapacity {
    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);
        System.out.println("Initial capacity of the list: " + ((ArrayList<Integer>) list).capacity());
    }
}

在上述代码中，我们使用带初始容量 20 的构造函数创建了一个 ArrayList 对象 list，并打印了其初始容量。

使用另一个集合初始化

可以使用另一个集合来初始化 ArrayList，这样会将另一个集合中的所有元素复制到新的 ArrayList 中。

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

public class ArrayListInitializationWithAnotherCollection {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个包含一些元素的列表
        List<String> sourceList = Arrays.asList("apple", "banana", "cherry");
        // 使用另一个集合初始化 ArrayList
        List<String> list = new ArrayList<>(sourceList);
        System.out.println("List elements: " + list);
    }
}

在上述代码中，我们先使用 Arrays.asList() 方法创建了一个包含三个元素的列表 sourceList，然后使用这个列表来初始化另一个 ArrayList 对象 list，最后打印了 list 中的元素。

常见实践

初始化时添加元素

可以在初始化 ArrayList 后立即添加元素。

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

public class ArrayListInitializationAndAddingElements {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("dog");
        list.add("cat");
        list.add("bird");
        System.out.println("List elements: " + list);
    }
}

在上述代码中，我们先创建了一个空的 ArrayList 对象 list，然后使用 add() 方法向列表中添加了三个元素，并打印了列表中的元素。

初始化空列表后添加元素

有时候可能需要先创建一个空的 ArrayList，然后在后续的代码中根据条件添加元素。

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

public class ArrayListInitializationEmptyAndAddingLater {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            list.add(i);
        }
        System.out.println("List elements: " + list);
    }
}

在上述代码中，我们先创建了一个空的 ArrayList 对象 list，然后使用 for 循环向列表中添加了 0 到 4 的整数，并打印了列表中的元素。

最佳实践

预估容量以减少扩容开销

如果能够预估要存储的元素数量，建议使用带初始容量的构造函数来初始化 ArrayList，以减少扩容操作带来的性能开销。

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

public class ArrayListInitializationWithEstimatedCapacity {
    public static void main(String[] args) {
        int estimatedSize = 100;
        List<String> list = new ArrayList<>(estimatedSize);
        for (int i = 0; i < estimatedSize; i++) {
            list.add("Element " + i);
        }
        System.out.println("List size: " + list.size());
    }
}

在上述代码中，我们预估要存储 100 个元素，因此使用带初始容量 100 的构造函数来初始化 ArrayList，然后使用 for 循环向列表中添加元素。

使用 `Arrays.asList()` 初始化

Arrays.asList() 方法可以方便地创建一个包含多个元素的列表，然后可以使用这个列表来初始化 ArrayList。

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

public class ArrayListInitializationWithArraysAsList {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList("red", "green", "blue"));
        System.out.println("List elements: " + list);
    }
}

在上述代码中，我们使用 Arrays.asList() 方法创建了一个包含三个元素的列表，然后使用这个列表来初始化 ArrayList，并打印了列表中的元素。

使用 Java 8 Stream 初始化

Java 8 引入的 Stream API 可以方便地生成元素序列，并将其收集到 ArrayList 中。

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

public class ArrayListInitializationWithStream {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = IntStream.range(1, 6)
               .boxed()
               .collect(Collectors.toCollection(ArrayList::new));
        System.out.println("List elements: " + list);
    }
}

在上述代码中，我们使用 IntStream.range() 方法生成了一个从 1 到 5 的整数序列，然后使用 boxed() 方法将 int 类型转换为 Integer 类型，最后使用 collect() 方法将元素收集到 ArrayList 中，并打印了列表中的元素。

小结

本文详细介绍了 Java ArrayList 初始化的基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践。在初始化 ArrayList 时，可以根据不同的需求选择合适的初始化方式。如果知道要存储的元素数量，建议使用带初始容量的构造函数来减少扩容开销；如果需要快速创建包含多个元素的列表，可以使用 Arrays.asList() 方法；如果使用 Java 8 及以上版本，还可以使用 Stream API 来初始化 ArrayList。通过合理使用这些初始化方法，可以提高代码的性能和可读性。

参考资料

《Effective Java》，作者：Joshua Bloch