addall方法

addAll 方法是 Java 集合框架中的一个常用方法，它用于将一个集合中的所有元素添加到另一个集合中。这个方法在 java.util.Collection 接口中定义，并且被 List、Set、Queue 等集合类实现。addAll 方法的主要作用是将一个集合中的所有元素批量添加到另一个集合中，从而减少代码的重复性和提高代码的可读性。

方法定义

addAll 方法的定义如下：

boolean addAll(Collection<? extends E> c);

其中，c 是一个包含要添加元素的集合，E 是集合中元素的类型。该方法返回一个布尔值，表示集合是否因调用此方法而发生了改变。如果集合因为添加了新的元素而发生了改变，则返回 true；如果集合没有发生任何改变（例如，要添加的集合为空或所有元素已经存在于目标集合中），则返回 false。

使用场景

addAll 方法在以下场景中非常有用：

1. 合并集合：当你需要将两个或多个集合合并成一个集合时，addAll 方法可以方便地将一个集合中的所有元素添加到另一个集合中。
2. 批量添加元素：当你需要将一组元素批量添加到集合中时，addAll 方法可以减少代码的重复性，使代码更加简洁。
3. 集合初始化：在初始化集合时，你可以使用 addAll 方法将一个集合中的元素快速添加到新集合中。

实现细节

addAll 方法的具体实现依赖于集合的类型。例如，在 ArrayList 中，addAll 方法会将指定集合中的所有元素添加到列表的末尾。而在 HashSet 中，addAll 方法会将指定集合中的所有元素添加到集合中，并且会自动去重。

下面我们来看一下 ArrayList 和 HashSet 中 addAll 方法的具体实现。

ArrayList 中的 addAll 方法

在 ArrayList 中，addAll 方法会将指定集合中的所有元素添加到列表的末尾。以下是 ArrayList 中 addAll 方法的简化实现：

public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
    Object[] a = c.toArray();
    int numNew = a.length;
    ensureCapacity(size + numNew);  // 确保容量足够
    System.arraycopy(a, 0, elementData, size, numNew);  // 将元素复制到数组中
    size += numNew;
    return numNew != 0;
}

在这个实现中，addAll 方法首先将指定集合转换为数组，然后确保 ArrayList 的容量足够大以容纳新元素。接着，它使用 System.arraycopy 方法将新元素复制到 ArrayList 的内部数组中，并更新 size 字段。*，如果新元素的数量不为零，则返回 true。

HashSet 中的 addAll 方法

在 HashSet 中，addAll 方法会将指定集合中的所有元素添加到集合中，并且会自动去重。以下是 HashSet 中 addAll 方法的简化实现：

public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
    boolean modified = false;
    for (E e : c) {
        if (add(e)) {
            modified = true;
        }
    }
    return modified;
}

在这个实现中，addAll 方法遍历指定集合中的每个元素，并调用 add 方法将其添加到 HashSet 中。如果 add 方法返回 true，则表示集合因添加了该元素而发生了改变。最终，addAll 方法返回一个布尔值，表示集合是否因调用此方法而发生了改变。

示例代码

下面我们通过一些示例代码来演示 addAll 方法的使用。

示例 1：合并两个 ArrayList

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

public class AddAllExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list1 = new ArrayList<>();
        list1.add("Apple");
        list1.add("Banana");

        List<String> list2 = new ArrayList<>();
        list2.add("Cherry");
        list2.add("Date");

        list1.addAll(list2);  // 将 list2 中的所有元素添加到 list1 中

        System.out.println(list1);  // 输出: [Apple, Banana, Cherry, Date]
    }
}

在这个示例中，我们创建了两个 ArrayList，分别包含一些水果名称。然后，我们使用 addAll 方法将 list2 中的所有元素添加到 list1 中。最终，list1 包含了所有水果名称。

示例 2：合并两个 HashSet

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

public class AddAllExample {
    public static void main(String[] args) {
        Set<String> set1 = new HashSet<>();
        set1.add("Apple");
        set1.add("Banana");

        Set<String> set2 = new HashSet<>();
        set2.add("Banana");
        set2.add("Cherry");

        set1.addAll(set2);  // 将 set2 中的所有元素添加到 set1 中

        System.out.println(set1);  // 输出: [Apple, Banana, Cherry]
    }
}

在这个示例中，我们创建了两个 HashSet，分别包含一些水果名称。由于 HashSet 会自动去重，因此即使 set2 中包含 "Banana"，它也不会被重复添加到 set1 中。最终，set1 包含了所有*的水果名称。

示例 3：批量添加元素

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

public class AddAllExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("Apple");
        list.add("Banana");

        List<String> newElements = List.of("Cherry", "Date", "Elderberry");

        list.addAll(newElements);  // 将 newElements 中的所有元素添加到 list 中

        System.out.println(list);  // 输出: [Apple, Banana, Cherry, Date, Elderberry]
    }
}

在这个示例中，我们创建了一个 ArrayList 并添加了一些水果名称。然后，我们使用 List.of 方法创建了一个包含新水果名称的不可变列表，并使用 addAll 方法将这些新元素批量添加到 list 中。最终，list 包含了所有水果名称。

注意事项

在使用 addAll 方法时，需要注意以下几点：

1. 集合类型兼容性：addAll 方法要求要添加的集合中的元素类型必须是目标集合元素类型的子类型。例如，如果你有一个 List<String>，你只能将 Collection<String> 类型的集合添加到其中，而不能将 Collection<Integer> 类型的集合添加到其中。
2. 集合的不可变性：如果你尝试将一个不可变集合（例如 Collections.unmodifiableList 返回的集合）传递给 addAll 方法，将会抛出 UnsupportedOperationException 异常。
3. 集合的空值处理：addAll 方法可以处理包含 null 元素的集合。例如，如果你有一个包含 null 元素的 List，你可以使用 addAll 方法将其添加到另一个 List 中。

性能考虑

addAll 方法的性能取决于集合的类型和实现。例如，在 ArrayList 中，addAll 方法的时间复杂度为 O(n)，其中 n 是要添加的元素数量。这是因为 ArrayList 需要确保其内部数组有足够的容量来容纳新元素，并将新元素复制到数组中。而在 HashSet 中，addAll 方法的时间复杂度为 O(m)，其中 m 是要添加的元素数量，因为 HashSet 需要检查每个元素是否已经存在于集合中。

因此，在使用 addAll 方法时，需要根据具体的应用场景选择合适的集合类型，以确保程序的性能。

总结

addAll 方法是 Java 集合框架中一个非常实用的方法，它可以帮助我们方便地将一个集合中的所有元素批量添加到另一个集合中。通过 addAll 方法，我们可以减少代码的重复性，提高代码的可读性和可维护性。在使用 addAll 方法时，我们需要注意集合类型的兼容性、集合的不可变性以及性能问题，以确保程序的正确性和高效性。

无论是合并集合、批量添加元素，还是初始化集合，addAll 方法都能为我们提供强大的支持。通过掌握 addAll 方法的使用和实现细节，我们可以更加灵活地处理集合操作，编写出更加高效和简洁的代码。