Java中的List add()方法及其示例

List是Java中最常用的集合类型之一，它允许我们存储一组有序的元素，并支持元素的添加、删除、获取等操作。add()方法是List接口中最基本的方法之一，作用是向列表的尾部添加一个元素。本文将详细介绍Java中的List add()方法及其使用示例。

List接口中的add()方法

List接口的add()方法有两种重载形式：

boolean add(E e);
void add(int index, E element);

第一种形式是将指定元素追加到List的末尾，返回值为true表示添加成功，false表示添加失败。例如：

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("Java");
list.add("Python");
list.add("C++");
System.out.println(list); // [Java, Python, C++]

第二种形式是在指定位置插入一个元素，其余元素向后移动。例如：

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("Java");
list.add("Python");
list.add("C++");
list.add(1, "JavaScript");
System.out.println(list); // [Java, JavaScript, Python, C++]

List的子类中的add()方法

除了List接口本身定义的add()方法之外，List的实现类也可能会定义自己的add()方法。下面以ArrayList和LinkedList为例，讲解它们各自的add()方法特点。

ArrayList中的add()方法

ArrayList的add()方法实现比较简单，它仅仅是将元素添加到内部数组的末尾，并记录当前列表的大小。如果该数组已经被填满，ArrayList会自动扩容，从而获得更多的存储空间。

public boolean add(E e) {
    ensureCapacityInternal(size + 1);
    elementData[size++] = e;
    return true;
}

由于ArrayList的内部实现是基于数组的，因此在末尾插入元素的时间复杂度为O(1)，而在列表的中间插入元素的时间复杂度为O(n)，其中n是列表的大小。

LinkedList中的add()方法

LinkedList的add()方法实现稍微有些复杂，它需要在链表的指定位置插入一个元素，因此需要遍历链表，在找到指定位置之后进行插入操作。

从图中可以看出，我们需要遍历链表找到指定位置，然后执行插入操作。由于LinkedList本身就是基于链表实现的，因此在插入元素的时间复杂度上，它的表现相对比较稳定，都是O(n)。

List add()方法的使用示例

下面我们通过几个示例来进一步了解List的add()方法的具体使用。

添加重复元素

List中允许添加重复的元素，不会出现任何问题，例如：

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("Java");
list.add("Python");
list.add("Java");
System.out.println(list); // [Java, Python, Java]

在指定位置插入元素

add(int index, E element)方法可以在指定位置插入一个元素，例如：

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("Java");
list.add("Python");
list.add("C++");
list.add(1, "JavaScript"); // 在索引为1的位置插入元素
System.out.println(list); // [Java, JavaScript, Python, C++]

添加null元素

List中允许添加null元素，例如：

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("Java");
list.add(null);
list.add("C++");
System.out.println(list); // [Java, null, C++]

添加基本数据类型元素

List中不能直接添加基本数据类型的值，需要使用对应的包装类。例如：

List<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(1); // 自动装箱为Integer类型
list.add(2);
list.add(3);
System.out.println(list); // [1, 2, 3]

添加数组元素

List中可以添加数组类型的元素，例如：

List<String[]> list = new ArrayList<>();
list.add(new String[]{"Java", "Python", "C++"}); // 添加字符串数组
System.out.println(Arrays.toString(list.get(0))); // [Java, Python, C++]