Java ArrayList(单列集合)

ArrayList 是 Java 中最常用的一个集合类，它属于 java.util 包。ArrayList 实现了 List 接口，提供了动态数组的功能。与普通数组不同，ArrayList 在元素增删时会自动调整大小，因此它的大小是可变的。

1. ArrayList 的基本特性

动态大小：ArrayList 会根据需要自动扩展或收缩其大小，避免了固定大小数组的限制。
索引访问：ArrayList 允许通过索引访问元素，支持快速随机访问。
存储类型：它可以存储任何类型的对象（包括自定义对象），但不支持原始数据类型（如 int、char），只能存储它们的包装类（如 Integer、Character）。

ArrayList 提供了几种构造方法：

创建一个初始容量为 10 的空列表。

ArrayList<String> list = new ArrayList<>();

创建一个指定初始容量的空列表。如果你预估会存储大量元素，指定初始容量可以避免多次扩展。

ArrayList<String> list = new ArrayList<>(20);

可以通过另一个 Collection（如 List、Set）来创建一个新的 ArrayList。

ArrayList<String> list = new ArrayList<>(anotherList);

ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
list.add("Apple");
list.add("Banana");

list.add(1, "Orange");  // 在索引 1 处插入 "Orange"

String fruit = list.get(0);  // 获取索引 0 位置的元素，返回 "Apple"

list.set(1, "Grapes");  // 将索引 1 处的元素替换为 "Grapes"

list.remove(1);  // 移除索引 1 处的元素（"Banana"）

list.remove("Apple");  // 移除 "Apple"

boolean containsApple = list.contains("Apple");  // 返回 true 或 false

int index = list.indexOf("Grapes");  // 返回索引位置，若无则返回 -1

int size = list.size();  // 返回元素个数

list.clear();  // 清空列表

boolean isEmpty = list.isEmpty();  // 返回 true 或 false

在列表的末尾插入元素是 O(1) 时间复杂度。
在列表的中间或开头插入或删除元素是 O(n) 时间复杂度，因为需要移动元素。

内存管理：当 ArrayList 的容量超过当前大小时，它会自动扩展，通常扩展为原容量的 1.5 倍左右。因此，ArrayList
比固定大小的数组要灵活，但也可能会因为多次扩展而浪费内存。

ArrayList 是实现 List 接口的最常见类之一，但它与其他实现类如 LinkedList 有一些区别：

ArrayList：基于数组实现，适合于频繁访问元素的情况（O(1) 时间复杂度）。但是在插入和删除时，特别是在中间或开头进行操作时，性能较差（O(n) 时间复杂度）。
LinkedList：基于双向链表实现，适合于频繁插入和删除的情况。访问元素的时间复杂度是
O(n)，但是插入和删除操作相对更高效（O(1) 时间复杂度）。