Java中ArrayList类的用法

迷南。 2022-05-15 11:28 146阅读 0赞

1、什么是ArrayList   
ArrayList就是传说中的动态数组，用MSDN中的说法，就是Array的复杂版本，它提供了如下一些好处：  
动态的增加和减少元素  
实现了ICollection和IList接口  
灵活的设置数组的大小

2、如何使用ArrayList   
最简单的例子：  
ArrayList List = new ArrayList();  
for( int i=0;i <10;i++ ) //给数组增加10个Int元素  
List.Add(i);  
//..程序做一些处理  
List.RemoveAt(5);//将第6个元素移除  
for( int i=0;i <3;i++ ) //再增加3个元素  
List.Add(i+20);  
Int32\[\] values = (Int32\[\])List.ToArray(typeof(Int32));//返回ArrayList包含的数组

这是一个简单的例子，虽然没有包含ArrayList所有的方法，但是可以反映出ArrayList最常用的用法

3、ArrayList重要的方法和属性   
1）构造器  
ArrayList提供了三个构造器：  
public ArrayList();  
默认的构造器，将会以默认（16）的大小来初始化内部的数组  
public ArrayList(ICollection);  
用一个ICollection对象来构造，并将该集合的元素添加到ArrayList  
public ArrayList(int);  
用指定的大小来初始化内部的数组

2）IsSynchronized属性和ArrayList.Synchronized方法  
IsSynchronized属性指示当前的ArrayList实例是否支持线程同步，而ArrayList.Synchronized静态方法则会返回一个ArrayList的线程同步的封装。  
如果使用非线程同步的实例，那么在多线程访问的时候，需要自己手动调用lock来保持线程同步，例如：  
ArrayList list = new ArrayList();  
//...  
lock( list.SyncRoot ) //当ArrayList为非线程包装的时候，SyncRoot属性其实就是它自己，但是为了满足ICollection的SyncRoot定义，这里还是使用SyncRoot来保持源代码的规范性  
\{  
list.Add( “Add a Item” );  
\}

如果使用ArrayList.Synchronized方法返回的实例，那么就不用考虑线程同步的问题，这个实例本身就是线程安全的，实际上ArrayList内部实现了一个保证线程同步的内部类，ArrayList.Synchronized返回的就是这个类的实例，它里面的每个属性都是用了lock关键字来保证线程同步。

3）Count属性和Capacity属性  
Count属性是目前ArrayList包含的元素的数量，这个属性是只读的。  
Capacity属性是目前ArrayList能够包含的最大数量，可以手动的设置这个属性，但是当设置为小于Count值的时候会引发一个异常。

4）Add、AddRange、Remove、RemoveAt、RemoveRange、Insert、InsertRange  
这几个方法比较类似  
Add方法用于添加一个元素到当前列表的末尾  
AddRange方法用于添加一批元素到当前列表的末尾  
Remove方法用于删除一个元素，通过元素本身的引用来删除  
RemoveAt方法用于删除一个元素，通过索引值来删除  
RemoveRange用于删除一批元素，通过指定开始的索引和删除的数量来删除  
Insert用于添加一个元素到指定位置，列表后面的元素依次往后移动  
InsertRange用于从指定位置开始添加一批元素，列表后面的元素依次往后移动

另外，还有几个类似的方法：  
Clear方法用于清除现有所有的元素  
Contains方法用来查找某个对象在不在列表之中

其他的我就不一一累赘了，大家可以查看MSDN，上面讲的更仔细  
5）TrimSize方法  
这个方法用于将ArrayList固定到实际元素的大小，当动态数组元素确定不在添加的时候，可以调用这个方法来释放空余的内存。  
6）ToArray方法  
这个方法把ArrayList的元素Copy到一个新的数组中。  
4、ArrayList与数组转换   
例1：  
ArrayList List = new ArrayList();  
List.Add(1);  
List.Add(2);  
List.Add(3);

`final int size =　List.size();`

Int32\[\] values = (Int32\[\])List.ToArray(new int\[size\]);

例2：  
ArrayList List = new ArrayList();  
List.Add(1);  
List.Add(2);  
List.Add(3);

Int32\[\] values = new Int32\[List.Count\];  
List.CopyTo(values);

上面介绍了两种从ArrayList转换到数组的方法

例3：  
ArrayList List = new ArrayList();  
List.Add( “string” );  
List.Add( 1 );  
//往数组中添加不同类型的元素

object\[\] values = List.ToArray(typeof(object)); //正确  
string\[\] values = (string\[\])List.ToArray(typeof(string)); //错误

和数组不一样，因为可以转换为Object数组，所以往ArrayList里面添加不同类型的元素是不会出错的，但是当调用ArrayList方法的时候，要么传递所有元素都可以正确转型的类型或者Object类型，否则将会抛出无法转型的异常。

**1.List转换成为数组**。（这里的List是实体是ArrayList)

调用ArrayList的toArray方法。

toArray

public <T> T\[\] toArray(T\[\] a)返回一个按照正确的顺序包含此列表中所有元素的数组；返回数组的运行时类型就是指定数组的运行时类型。如果列表能放入指定的数组，则返回放入此列表元素的数组。否则，将根据指定数组的运行时类型和此列表的大小分配一个新的数组。

如果指定的数组能容纳列表并有剩余空间（即数组的元素比列表的多），那么会将数组中紧跟在集合末尾的元素设置为 null。这对确定列表的长度很有用，但只 在调用方知道列表中不包含任何 null 元素时才有用。

指定者：

接口 Collection<E> 中的 toArray

指定者：

接口 List<E> 中的 toArray

覆盖：

类 AbstractCollection<E> 中的 toArray

参数：

a - 要存储列表元素的数组，如果它足够大的话；否则，它是一个为存储列表元素而分配的、具有相同运行时类型的新数组。

包含列表元素的数组。

抛出：

ArrayStoreException - 如果 a 的运行时类型不是此列表中每个元素的运行时类型的超类型。

具体用法：

`List list = new ArrayList(); list.add("1"); list.add("2"); final int size =　list.size(); String[] arr = (String[])list.toArray(new String[size]);`

**　　2.数组转换成为List。**

调用Arrays的asList方法.

asList

public static <T> List<T> asList(T... a)返回一个受指定数组支持的固定大小的列表。（对返回列表的更改会“直写”到数组。）此方法同 Collection.toArray 一起，充当了基于数组的 API 与基于 collection 的 API 之间的桥梁。返回的列表是可序列化的，并且实现了 RandomAccess。

此方法还提供了一个创建固定长度的列表的便捷方法，该列表被初始化为包含多个元素：

List stooges = Arrays.asList("Larry", "Moe", "Curly");

参数：

a - 支持列表的数组。

指定数组的列表视图。

另请参见：

Collection.toArray()

具体用法:

String\[\] arr = new String\[\] \{"1", "2"\};

List list = Arrays.asList(arr);

5、ArrayList最佳使用建议   
这一节我们来讨论ArrayList与数组的差别，以及ArrayList的效率问题  
1）ArrayList是Array的复杂版本  
ArrayList内部封装了一个Object类型的数组，从一般的意义来说，它和数组没有本质的差别，甚

定到实际元素的大小，当动态数组元素确定不在添加的时候，可以调用这个方法来释放空余的内存。  
6）ToArray方法  
这个方法把ArrayList的元素Copy到一个新的数组中。  
4、ArrayList与数组转换  
例1：  
ArrayList List = new ArrayList();  
List.Add(1);  
List.Add(2);  
List.Add(3);

Int32\[\] values = (Int32\[\])List.ToArray(typeof(Int32));

例2：  
ArrayList List = new ArrayList();  
List.Add(1);  
List.Add(2);  
List.Add(3);

Int32\[\] values = new Int32\[List.Count\];  
List.CopyTo(values);

上面介绍了两种从ArrayList转换到数组的方法

例3：  
ArrayList List = new ArrayList();  
List.Add( “string” );  
List.Add( 1 );  
//往数组中添加不同类型的元素

object\[\] values = List.ToArray(typeof(object)); //正确  
string\[\] values = (string\[\])List.ToArray(typeof(string)); //错误

5、ArrayList最佳使用建议   
这一节我们来讨论ArrayList与数组的差别，以及ArrayList的效率问题  
1）ArrayList是Array的复杂版本  
ArrayList内部封装了一个Object类型的数组，从一般的意义来说，它和数组没有本质的差别，甚至于ArrayList的许多方法，如Index、IndexOf、Contains、Sort等都是在内部数组的基础上直接调用Array的对应方法。  
2）内部的Object类型的影响  
对于一般的引用类型来说，这部分的影响不是很大，但是对于值类型来说，往ArrayList里面添加和修改元素，都会引起装箱和拆箱的操作，频繁的操作可能会影响一部分效率。  
但是恰恰对于大多数人，多数的应用都是使用值类型的数组。  
消除这个影响是没有办法的，除非你不用它，否则就要承担一部分的效率损失，不过这部分的损失不会很大。  
3）数组扩容  
这是对ArrayList效率影响比较大的一个因素。  
每当执行Add、AddRange、Insert、InsertRange等添加元素的方法，都会检查内部数组的容量是否不够了，如果是，它就会以当前容量的两倍来重新构建一个数组，将旧元素Copy到新数组中，然后丢弃旧数组，在这个临界点的扩容操作，应该来说是比较影响效率的。  
例1：比如，一个可能有200个元素的数据动态添加到一个以默认16个元素大小创建的ArrayList中，将会经过：  
16\*2\*2\*2\*2 = 256  
四次的扩容才会满足最终的要求，那么如果一开始就以：  
ArrayList List = new ArrayList( 210 );  
的方式创建ArrayList，不仅会减少4次数组创建和Copy的操作，还会减少内存使用。

例2：预计有30个元素而创建了一个ArrayList：  
ArrayList List = new ArrayList(30);  
在执行过程中，加入了31个元素，那么数组会扩充到60个元素的大小，而这时候不会有新的元素再增加进来，而且有没有调用TrimSize方法，那么就有1次扩容的操作，并且浪费了29个元素大小的空间。如果这时候，用：  
ArrayList List = new ArrayList(40);  
那么一切都解决了。  
所以说，正确的预估可能的元素，并且在适当的时候调用TrimSize方法是提高ArrayList使用效率的重要途径。  
4）频繁的调用IndexOf、Contains等方法（Sort、BinarySearch等方

法经过优化，不在此列）引起的效率损失  
首先，我们要明确一点，ArrayList是动态数组，它不包括通过Key或者Value快速访问的算法，所以实际上调用IndexOf、Contains等方法是执行的简单的循环来查找元素，所以频繁的调用此类方法并不比你自己写循环并且稍作优化来的快，如果有这方面的要求，建议使用Hashtable或SortedList等键值对的集合。  
ArrayList al=new ArrayList();

al.Add("How");  
al.Add("are");  
al.Add("you!");

al.Add(100);  
al.Add(200);  
al.Add(300);

al.Add(1.2);  
al.Add(22.8);

\[ 结 束 \]