List 与 ArrayList

List 是什么

List 是 Collection 家族里最常用的一支。它有三个特征，记住就行：

• 有序：先加的排在前面，后加的在后面，顺序不会乱。
• 可重复：同一个元素能出现多次，允许装两个「苹果」。
• 可索引：像数组一样用下标 0、1、2 去取第几个。

List<String> fruits = new ArrayList<>();
fruits.add("苹果");
fruits.add("香蕉");
fruits.add("苹果"); // 重复也没问题
System.out.println(fruits.get(0)); // 苹果

正因为可重复、可索引，List 用起来最像我们直觉里的「一列数据」，所以它是初学者最先该掌握的集合。

ArrayList 的本事

ArrayList 是 List 的默认实现，也是你日常最该先用的那个。它底层其实是一个数组，但比普通数组聪明：装满了会自动把容量翻倍，腾出地方继续装。

// 初始容量 10，不够时自动扩容，你完全不用操心长度
List<Integer> nums = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 100; i++) {
    nums.add(i); // 随便加，永远不报「下标越界」
}

最常用的几个方法

下面这些方法是 List 的日常操作，建议敲一遍记牢。

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("A");          // 末尾追加
list.add(0, "插队");    // 在下标 0 插入
list.set(1, "改掉");    // 替换下标 1 的元素
String s = list.get(1); // 取下标 1
list.remove(0);         // 按下标删
list.remove("A");       // 按内容删
int n = list.size();    // 元素个数
int idx = list.indexOf("A"); // 找不到返回 -1
boolean has = list.contains("A"); // 是否包含
boolean empty = list.isEmpty();   // 是否为空
list.clear();           // 清空所有元素

注意 add 和 set 的区别：add 是塞进去（后面元素后移、个数+1），set 是替换（个数不变）。indexOf 查不到返回 -1，别误以为是返回 0 或抛异常。

三种遍历方式

List 有三种常见遍历，按场景选。

// 1. 普通 for，需要下标时用
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
    System.out.println(i + ":" + list.get(i));
}

// 2. 增强 for，最省事，只读遍历首选
for (String item : list) {
    System.out.println(item);
}

// 3. 迭代器，遍历中删除元素时用（第 81 章细讲）
for (var it = list.iterator(); it.hasNext(); ) {
    String item = it.next();
    if (item.isEmpty()) it.remove();
}

ArrayList 的强项和软肋

ArrayList 的优势是「查得快」：按下标 get(i) 是一步到位，不论列表多长都很快。它的软肋在「中间增删慢」：在中间插入或删除一个元素，后面所有的元素都要整体挪动位置。

// 末尾追加很快，中间插入较慢
list.add("末尾");      // 快
list.add(0, "开头");   // 慢，后面全员后移

如果要在中间大量增删，每次挪动的成本会累积，这时候就该考虑下一章的 LinkedList。但对绝大多数业务代码来说，数据量不大、增删不频繁，ArrayList 的速度完全够用，不必过早优化。

和数组互转

List 和数组经常要互相转换。

// List 转数组
List<String> list = List.of("a", "b", "c");
String[] arr = list.toArray(new String[0]);

// 数组转 List
String[] arr2 = {"x", "y"};
List<String> list2 = Arrays.asList(arr2); // 注意：长度固定，不能增删

取一段：subList

有时你想临时操作列表里的「连续一段」，可以用 subList：

List<Integer> list = new ArrayList<>(List.of(1, 2, 3, 4, 5));
List<Integer> part = list.subList(1, 4); // 取下标 [1,4)，即 [2,3,4]
System.out.println(part); // [2, 3, 4]

容量与扩容的细节

ArrayList 刚创建时容量是 0，第一次 add 才扩到 10（具体版本可能微调），之后满了就扩到原来的 1.5 倍左右。扩容的代价是新建一个更大的数组、把旧数据拷过去，所以一次性 add 很多元素时，提前给初始容量能少扩几次。你可以用 ensureCapacity(int) 提前预约容量，也能用 trimToSize() 在确认不再增长后把多余空间还回去，这两个方法日常很少用，知道有就行。

一个能跑的完整例子

把前面这些方法串起来，写个真实点的小程序：录入若干商品名，演示按下标改、按内容删，最后用下标 for 遍历打印。

import java.util.*;

public class ListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> goods = new ArrayList<>(List.of("苹果", "香蕉", "苹果"));
        goods.set(1, "橙子");
        goods.remove("香蕉");
        for (int i = 0; i < goods.size(); i++) {
            System.out.println(i + "号：" + goods.get(i));
        }
    }
}

这段程序里，List.of 先给出初始数据，省得一个个 add；set 改了下标 1 的值；remove("香蕉") 按内容删掉了香蕉；最后用带下标的 for 打印出每个元素的位置和内容。你可以照着改几个值，感受顺序和长度的变化。

实际写代码时怎么挑

ArrayList 在日常业务里无处不在：把数据库查出的一批用户装进列表逐个处理，把表单里勾选的多个选项收集起来，把接口返回的数组转成列表再排序，底层大多都是它。它和数组最大的差别就一句：长度随用随长，你永远不用在写代码时猜到底要装多少。

新手常问 ArrayList 线程安全吗？答案是不安全，多线程同时改会乱。你初学写的几乎都是单线程小程序，暂时不用管；等学到多线程，再考虑用同步包装或者并发包里的实现。先把单线程下的增删查改练熟更重要。判断该不该用 List，记住一句：数据既有顺序、又可能重复，就用 List；如果不要重复，去看第 75 章的 Set。

小结

List 是有序、可重复、能按索引访问的集合；ArrayList 是它的默认实现，底层动态数组，查得快、中间增删慢。日常增删查改用 add/get/set/remove/size，遍历优先用增强 for。下一章看 LinkedList，以及该绕开的历史类 Vector 和 Stack。