java《ArrayList篇》--ArrayList全套知识点总结及其配套习题逐语句分析（附带全套源代码）

news2024/11/15 9:32:39

一、前言

来不及悼念字符串了，接下来登场的是集合，集合和数组的用法差不多，不同之处就在于存储的内容，数组是固定的长度的，集合的长度不固定。学习的过程中可以参照数组

 今天已经是学习java的第八天了，接下来的课程都属于进阶部分了。基础部分已经彻底结束了。还是那句话，面向对象十分重要，接下来还会对面向对象进行深入的学习。

java基础部分一览

运算符、判断、循环

数组、方法

java小型实战项目双色球系统

面向对象基础篇综合训练

面向对象进阶篇综合训练

字符串基础篇

字符串进阶篇

二、ArrayList基本概念 

ArrayList 是 Java 中非常常用的动态数组实现，它继承了 AbstractList 并实现了 List 接口。

 动态数组实现

ArrayList 内部使用数组来存储元素，相比于普通的数组，它具有以下优点：

  • 自动扩容：在需要添加更多元素时，ArrayList 会自动增加其内部数组的容量，以容纳新的元素。
  • 随机访问：可以通过索引快速访问数组中的任何元素，时间复杂度为 O(1)。

实现了List接口

ArrayList 实现了 List 接口，因此具有列表的所有特性：

允许存储重复元素。

保持元素的插入顺序。

提供了丰富的操作方法，如添加、删除、获取元素等。

特点和优点

  • 灵活性：可以根据需要动态地增加或减少元素的个数。
  • 性能：在大多数情况下，ArrayList 的性能非常好。在随机访问和尾部插入/删除的操作中表现优异。
  • 易用性：API 简单易懂，提供了丰富的方法来操作集合中的元素。

内部实现

ArrayList 内部使用一个 Object[] 数组来存储元素。当需要增加元素时，如果当前数组容量不足，会创建一个新的更大容量的数组，并将原来的元素复制到新数组中。这种机制保证了 ArrayList 的动态性和高效性。

注意事项

  • 性能问题：频繁地在中间位置插入和删除元素可能会导致性能问题，因为涉及到数组元素的移动和复制。
  • 线程安全：ArrayList 不是线程安全的，如果需要在多线程环境下使用，可以考虑使用 Collections.synchronizedList() 或 CopyOnWriteArrayList。

三、ArrayList常用操作

1. 集合的创建

要创建一个 ArrayList，需要导入 java.util.ArrayList 并实例化它：

import java.util.ArrayList;

public class ArrayList01 {
    public static void main(String[] args) {
        //1.创建集合
        ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
    }
}

2. 集合的增删改查

2.1 增加元素

//2.添加元素
list.add("A");
list.add("B");
list.add("C");
list.add("D");

2.2 删除元素

//3.删除元素
boolean result1 = list.remove("A");
System.out.println(result1);
System.out.println(list);

boolean result2 = list.contains("E");
System.out.println(result2);
System.out.println(list);

String str = list.remove(0);
System.out.println(str);
System.out.println(list);

result1为true：因为集合中有A这个元素。

result2为false：因为集合中没有B这个元素。

str为B：list.remove(0)代表list中下标为0的元素。

2.3 修改元素

//4.修改元素
String result3 = list.set(0,"E");
System.out.println(result3);
System.out.println(list);

语法：list.set(想要修改元素的下标，修改后的新值）

2.4 查找元素

//5.查找元素
String result4 = list.get(1);
System.out.println(result4);
System.out.println(list);

语法：list.get(查找元素的下标）

3.集合的遍历

//6.遍历
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
     System.out.println(list.get(i));
}

类似数组的遍历，for、while循环都可以

四、习题讲解

1. 集合的遍历方式

需求：定义一个集合，添加字符串，并进行遍历

遍历格式：[元素一、元素二、元素三]

import java.util.ArrayList;

public class text1 {
    public static void main(String[] args) {
        //1.创建集合
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        //2.添加元素
        list.add("Hello");
        list.add("World");
        list.add("!");
        //3.遍历输出
        System.out.print("[");
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            if(i==list.size()-1){
                System.out.print(list.get(i));
            }else{
                System.out.print(list.get(i)+",");
            }
        }
        System.out.println("]");
    }
}

结果展示： 

代码分析：

System.out.print("["); 打印左括号 [，作为输出的起始标志。

for 循环遍历 list 中的每个元素：

list.size() 返回列表中元素的个数，循环条件 i < list.size() 确保循环遍历到所有元素。

list.get(i) 获取索引为 i 的元素。

根据索引 i 是否是最后一个元素，使用条件判断来决定是直接打印元素还是打印元素后跟随逗号。

System.out.println("]"); 打印右括号 ]，作为输出的结束标志，并换行。

2. 添加数字并遍历

需求：定义一个集合，添加数字，并进行遍历

遍历格式：[元素一、元素二、元素三]

基本数据类型对应的包装类：

public class text2 {
    public static void main(String[] args) {
        //1.创建集合
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
        //2.添加元素
        list.add(1);
        list.add(2);
        list.add(3);
        //3.遍历输出
        System.out.print("[");
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            if(i==list.size()-1){
                System.out.print(list.get(i));
            }else{
                System.out.print(list.get(i)+",");
            }
        }
        System.out.println("]");
    }
}

结果展示： 

3. 添加学生对象进行遍历

需求：定义一个集合，添加一些学生对象，并进行遍历。

学生对象的属性：姓名、年龄。

定义学生类：

public class Student {
    private String name;
    private int age;
    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public Student() {
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}

java代码 

import java.util.ArrayList;

public class text3 {
    public static void main(String[] args) {
        //1.创建集合
        ArrayList<Student>list=new ArrayList<>();

        //2.创建学生对象
        Student s1=new Student("张三",18);
        Student s2=new Student("李四",19);
        Student s3=new Student("王五",22);

        //3.添加元素
        list.add(s1);
        list.add(s2);
        list.add(s3);

        //4.遍历输出学生信息
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            System.out.println(list.get(i).getName()+'\t'+list.get(i).getAge());
        }
    }
}

代码分析：

使用 for 循环遍历 list 中的每个 Student 对象：

  • list.size() 返回列表中元素的个数，循环条件 i < list.size() 确保循环遍历到所有元素。
  • list.get(i) 获取索引为 i 的 Student 对象。
  • list.get(i).getName() 和 list.get(i).getAge() 分别获取当前 Student 对象的名字和年龄。
  • System.out.println() 打印每个学生的姓名和年龄，使用 '\t' 进行姓名和年龄的分隔。

结果展示：

需求：定义一个集合，键盘录入一些学生对象，并进行遍历。

学生对象的属性：姓名、年龄。

java代码：

public class text3 {
    public static void main(String[] args) {
        //1.创建集合
        ArrayList<Student>list=new ArrayList<>();
        Scanner sc=new Scanner(System.in);
        //2.键盘录入学生对象
        for(int i=0;i<3;i++){
            Student s=new Student();
            System.out.println("请输入学生姓名：");
            s.setName(sc.next());
            System.out.println("请输入学生年龄：");
            s.setAge(sc.nextInt());
            list.add(s);
        }
        //3.遍历输出学生信息
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            System.out.println(list.get(i).getName()+'\t'+list.get(i).getAge());
        }
    }
}

结果展示：

4. 添加用户对象并判断是否存在

需求：集合存入用户信息，用户属性有：id，username、password

要求：定义一个方法，根据ID查询用户信息

如果存在，返回true

如果不存在，返回false

定义用户类：

public class User {
    private int id;
    private String username;
    private String password;

    public User() {
    }

    public User(int id, String username, String password) {
        this.id = id;
        this.username = username;
        this.password = password;
    }

    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

    public String getUsername() {
        return username;
    }

    public void setUsername(String username) {
        this.username = username;
    }

    public String getPassword() {
        return password;
    }

    public void setPassword(String password) {
        this.password = password;
    }
}

java代码：

public class text4 {
    public static void main(String[] args) {
        //1.定义集合
        ArrayList<User>list=new ArrayList<>();
        //2.添加用户信息
        Scanner sc=new Scanner(System.in);
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            User user=new User();
            System.out.print("请输入用户id：");
            user.setId(sc.nextInt());
            System.out.print("请输入用户名：");
            user.setUsername(sc.next());
            System.out.print("请输入用户密码：");
            user.setPassword(sc.next());
            list.add(user);
        }
        //3.根据id查找用户信息
        System.out.print("请输入你要查找的id：");
        int id=sc.nextInt();
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            if(list.get(i).getId()==id){
                System.out.println(true);
                break;
            }else{
                System.out.println(false);
                break;
            }
        }
    }
}

代码分析：

查找用户信息的循环：

  • 使用 for 循环遍历 list 中的每个 User 对象。
  • 每次迭代开始时，提示用户输入要查找的 id。
  • 获取用户输入的 id，并与当前 User 对象的 id 进行比较。
  • 如果找到匹配的 id，输出 true 并结束循环。
  • 如果没有找到匹配的 id，输出 false 并结束循环。

结果展示： 

 5. 添加手机对象并返回要求的数据

需求：定义一个phone类

phone属性：品牌，价格

定义一个方法，将价格低于3000的手机信息返回

定义手机类：

public class Phone {
    private String brand;
    private int price;

    public Phone() {
    }

    public Phone(String brand, int price) {
        this.brand = brand;
        this.price = price;
    }

    public String getBrand() {
        return brand;
    }

    public void setBrand(String brand) {
        this.brand = brand;
    }

    public int getPrice() {
        return price;
    }

    public void setPrice(int price) {
        this.price = price;
    }
}

java代码：

public class text5 {
    public static void main(String[] args) {
        //1.创建集合
        ArrayList<Phone>list=new ArrayList<>();
        //2.存放手机信息
        Phone phone1=new Phone("小米",1000);
        list.add(phone1);
        Phone phone2=new Phone("苹果",8000);
        list.add(phone2);
        Phone phone3=new Phone("鸭梨",2999);
        list.add(phone3);
        GetPhone(list);
    }
    public static void GetPhone(ArrayList<Phone>list) {
        int sum=0;
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            sum+=list.get(i).getPrice();
        }
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            if(list.get(i).getPrice()<=(sum/3)){
                System.out.println(list.get(i).getBrand()+" "+list.get(i).getPrice());
            }
        }
    }
}

代码分析：

  • ArrayList<Phone> list = new ArrayList<>();：创建了一个泛型为 Phone 的动态数组 list，用于存储手机对象。

  • Phone 类：假设 Phone 类有两个属性，品牌 (brand) 和价格 (price)，并且具有相应的构造函数和获取方法（如 getBrand() 和 getPrice()）。

  • 主函数 main：在 main 函数中，创建了三个不同品牌和价格的手机对象，并将它们依次添加到 list 中。然后调用了 GetPhone(list) 方法。

  • GetPhone 方法：

    • 首先计算了所有手机价格的总和 sum。
    • 然后遍历 list，检查每个手机的价格是否小于等于 sum 的三分之一。
    • 如果是，则打印该手机的品牌和价格。

结果展示： 

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