java 是一种可以撰写跨平台应用软件的面向对象的程序设计语言,是由 Sun Microsystems 公司于 1995 年 5 月推出的 Java 程序设计语言和 Java 平台(即 JavaEE(j2ee), JavaME(j2me), JavaSE(j2se))的总称。
ArrayList 是一个数组队列,相当于 动态数组。与 Java 中的数组相比,它的容量能动态增长。接下来通过本文给大家介绍 arraylist 详解和使用示例代码,需要的的朋友一起学习吧
第 1 部分 ArrayList 介绍 ArrayList 简介ArrayList 是一个数组队列,相当于 动态数组。与 Java 中的数组相比,它的容量能动态增长。它继承于 AbstractList,实现了 List, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable 这些接口。
ArrayList 继承了 AbstractList,实现了 List。它是一个数组队列,提供了相关的添加、删除、修改、遍历等功能。
ArrayList 实现了 RandmoAccess 接口,即提供了随机访问功能。RandmoAccess 是 java 中用来被 List 实现,为 List 提供快速访问功能的。在 ArrayList 中,我们即可以通过元素的序号快速获取元素对象;这就是快速随机访问。稍后,我们会比较 List 的 "快速随机访问" 和 "通过 Iterator 迭代器访问" 的效率。
ArrayList 实现了 Cloneable 接口,即覆盖了函数 clone(),能被克隆。
ArrayList 实现 java.io.Serializable 接口,这意味着 ArrayList 支持序列化,能通过序列化去传输。和 Vector 不同,ArrayList 中的操作不是线程安全的!所以,建议在单线程中才使用 ArrayList,而在多线程中可以选择 Vector 或者 CopyOnWriteArrayList。
ArrayList 构造函数ArrayList 的 API
- // 默认构造函数
- ArrayList()
- // capacity是ArrayList的默认容量大小。当由于增加数据导致容量不足时,容量会添加上一次容量大小的一半。
- ArrayList(int capacity)
- // 创建一个包含collection的ArrayList
- ArrayList(Collection < ?extends E > collection)
第 2 部分 ArrayList 数据结构 ArrayList 的继承关系
- // Collection中定义的API
- boolean add(E object)
- boolean addAll(Collection<? extends E> collection)
- void clear()
- boolean contains(Object object)
- boolean containsAll(Collection<?> collection)
- boolean equals(Object object)
- int hashCode()
- boolean isEmpty()
- Iterator<E> iterator()
- boolean remove(Object object)
- boolean removeAll(Collection<?> collection)
- boolean retainAll(Collection<?> collection)
- int size()
- <T> T[] toArray(T[] array)
- Object[] toArray()
- // AbstractCollection中定义的API
- void add(int location, E object)
- boolean addAll(int location, Collection<? extends E> collection)
- E get(int location)
- int indexOf(Object object)
- int lastIndexOf(Object object)
- ListIterator<E> listIterator(int location)
- ListIterator<E> listIterator()
- E remove(int location)
- E set(int location, E object)
- List<E> subList(int start, int end)
- // ArrayList新增的API
- Object clone()
- void ensureCapacity(int minimumCapacity)
- void trimToSize()
- void removeRange(int fromIndex, int toIndex)
- java.lang.Object
- java.util.AbstractCollection<E>
- java.util.AbstractList<E>
- java.util.ArrayList<E>
- public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
- implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable {}
ArrayList 与 Collection 关系如下图:
ArrayList 包含了两个重要的对象:elementData 和 size。
(1) elementData 是 "Object[] 类型的数组 ",它保存了添加到 ArrayList 中的元素。实际上,elementData 是个动态数组,我们能通过构造函数 ArrayList(int initialCapacity) 来执行它的初始容量为 initialCapacity;如果通过不含参数的构造函数 ArrayList() 来创建 ArrayList,则 elementData 的容量默认是 10。elementData 数组的大小会根据 ArrayList 容量的增长而动态的增长,具体的增长方式,请参考源码分析中的 ensureCapacity() 函数。
(2) size 则是动态数组的实际大小。
第 3 部分 ArrayList 源码解析 (基于 JDK1.6.0_45)为了更了解 ArrayList 的原理,下面对 ArrayList 源码代码作出分析。ArrayList 是通过数组实现的,源码比较容易理解。
总结:
- package java.util;
- public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
- implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
- {
- // 序列版本号
- private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;
- // 保存ArrayList中数据的数组
- private transient Object[] elementData;
- // ArrayList中实际数据的数量
- private int size;
- // ArrayList带容量大小的构造函数。
- public ArrayList(int initialCapacity) {
- super();
- if (initialCapacity < 0)
- throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
- initialCapacity);
- // 新建一个数组
- this.elementData = new Object[initialCapacity];
- }
- // ArrayList构造函数。默认容量是10。
- public ArrayList() {
- this();
- }
- // 创建一个包含collection的ArrayList
- public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
- elementData = c.toArray();
- size = elementData.length;
- // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
- if (elementData.getClass() != Object[].class)
- elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
- }
- // 将当前容量值设为 =实际元素个数
- public void trimToSize() {
- modCount++;
- int oldCapacity = elementData.length;
- if (size < oldCapacity) {
- elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);
- }
- }
- // 确定ArrarList的容量。
- // 若ArrayList的容量不足以容纳当前的全部元素,设置 新的容量="(原始容量x3)/2 + 1"
- public void ensureCapacity(int minCapacity) {
- // 将"修改统计数"+1
- modCount++;
- int oldCapacity = elementData.length;
- // 若当前容量不足以容纳当前的元素个数,设置 新的容量="(原始容量x3)/2 + 1"
- if (minCapacity > oldCapacity) {
- Object oldData[] = elementData;
- int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1;
- if (newCapacity < minCapacity)
- newCapacity = minCapacity;
- elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
- }
- }
- // 添加元素e
- public boolean add(E e) {
- // 确定ArrayList的容量大小
- ensureCapacity(size + ); // Increments modCount!!
- // 添加e到ArrayList中
- elementData[size++] = e;
- return true;
- }
- // 返回ArrayList的实际大小
- public int size() {
- return size;
- }
- // 返回ArrayList是否包含Object(o)
- public boolean contains(Object o) {
- return indexOf(o) >= 0;
- }
- // 返回ArrayList是否为空
- public boolean isEmpty() {
- return size == 0;
- }
- // 正向查找,返回元素的索引值
- public int indexOf(Object o) {
- if (o == null) {
- for (int i = 0; i < size; i++)
- if (elementData[i]==null)
- return i;
- } else {
- for (int i = 0; i < size; i++)
- if (o.equals(elementData[i]))
- return i;
- }
- return -1;
- }
- // 反向查找,返回元素的索引值
- public int lastIndexOf(Object o) {
- if (o == null) {
- for (int i = size-1; i >= 0; i--)
- if (elementData[i]==null)
- return i;
- } else {
- for (int i = size-1; i >= 0; i--)
- if (o.equals(elementData[i]))
- return i;
- }
- return -1;
- }
- // 反向查找(从数组末尾向开始查找),返回元素(o)的索引值
- public int lastIndexOf(Object o) {
- if (o == null) {
- for (int i = size-1; i >= 0; i--)
- if (elementData[i]==null)
- return i;
- } else {
- for (int i = size-1; i >= 0; i--)
- if (o.equals(elementData[i]))
- return i;
- }
- return -1;
- }
- // 返回ArrayList的Object数组
- public Object[] toArray() {
- return Arrays.copyOf(elementData, size);
- }
- // 返回ArrayList的模板数组。所谓模板数组,即可以将T设为任意的数据类型
- public <T> T[] toArray(T[] a) {
- // 若数组a的大小 < ArrayList的元素个数;
- // 则新建一个T[]数组,数组大小是"ArrayList的元素个数",并将"ArrayList"全部拷贝到新数组中
- if (a.length < size)
- return (T[]) Arrays.copyOf(elementData, size, a.getClass());
- // 若数组a的大小 >= ArrayList的元素个数;
- // 则将ArrayList的全部元素都拷贝到数组a中。
- System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, size);
- if (a.length > size)
- a[size] = null;
- return a;
- }
- // 获取index位置的元素值
- public E get(int index) {
- RangeCheck(index);
- return (E) elementData[index];
- }
- // 设置index位置的值为element
- public E set(int index, E element) {
- RangeCheck(index);
- E oldValue = (E) elementData[index];
- elementData[index] = element;
- return oldValue;
- }
- // 将e添加到ArrayList中
- public boolean add(E e) {
- ensureCapacity(size + 1); // Increments modCount!!
- elementData[size++] = e;
- return true;
- }
- // 将e添加到ArrayList的指定位置
- public void add(int index, E element) {
- if (index > size || index < 0)
- throw new IndexOutOfBoundsException(
- "Index: "+index+", Size: "+size);
- ensureCapacity(size+1); // Increments modCount!!
- System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
- size - index);
- elementData[index] = element;
- size++;
- }
- // 删除ArrayList指定位置的元素
- public E remove(int index) {
- RangeCheck(index);
- modCount++;
- E oldValue = (E) elementData[index];
- int numMoved = size - index - 1;
- if (numMoved > 0)
- System.arraycopy(elementData, index+, elementData, index,
- numMoved);
- elementData[--size] = null; // Let gc do its work
- return oldValue;
- }
- // 删除ArrayList的指定元素
- public boolean remove(Object o) {
- if (o == null) {
- for (int index = 0; index < size; index++)
- if (elementData[index] == null) {
- fastRemove(index);
- return true;
- }
- } else {
- for (int index = 0; index < size; index++)
- if (o.equals(elementData[index])) {
- fastRemove(index);
- return true;
- }
- }
- return false;
- }
- // 快速删除第index个元素
- private void fastRemove(int index) {
- modCount++;
- int numMoved = size - index - 1;
- // 从"index+1"开始,用后面的元素替换前面的元素。
- if (numMoved > 0)
- System.arraycopy(elementData, index+, elementData, index,
- numMoved);
- // 将最后一个元素设为null
- elementData[--size] = null; // Let gc do its work
- }
- // 删除元素
- public boolean remove(Object o) {
- if (o == null) {
- for (int index = 0; index < size; index++)
- if (elementData[index] == null) {
- fastRemove(index);
- return true;
- }
- } else {
- // 便利ArrayList,找到"元素o",则删除,并返回true。
- for (int index = 0; index < size; index++)
- if (o.equals(elementData[index])) {
- fastRemove(index);
- return true;
- }
- }
- return false;
- }
- // 清空ArrayList,将全部的元素设为null
- public void clear() {
- modCount++;
- for (int i = ; i < size; i++)
- elementData[i] = null;
- size = 0;
- }
- // 将集合c追加到ArrayList中
- public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
- Object[] a = c.toArray();
- int numNew = a.length;
- ensureCapacity(size + numNew); // Increments modCount
- System.arraycopy(a, 0, elementData, size, numNew);
- size += numNew;
- return numNew != 0;
- }
- // 从index位置开始,将集合c添加到ArrayList
- public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
- if (index > size || index < 0)
- throw new IndexOutOfBoundsException(
- "Index: " + index + ", Size: " + size);
- Object[] a = c.toArray();
- int numNew = a.length;
- ensureCapacity(size + numNew); // Increments modCount
- int numMoved = size - index;
- if (numMoved > 0)
- System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + numNew,
- numMoved);
- System.arraycopy(a, 0, elementData, index, numNew);
- size += numNew;
- return numNew != 0;
- }
- // 删除fromIndex到toIndex之间的全部元素。
- protected void removeRange(int fromIndex, int toIndex) {
- modCount++;
- int numMoved = size - toIndex;
- System.arraycopy(elementData, toIndex, elementData, fromIndex,
- numMoved);
- // Let gc do its work
- int newSize = size - (toIndex-fromIndex);
- while (size != newSize)
- elementData[--size] = null;
- }
- private void RangeCheck(int index) {
- if (index >= size)
- throw new IndexOutOfBoundsException(
- "Index: "+index+", Size: "+size);
- }
- // 克隆函数
- public Object clone() {
- try {
- ArrayList<E> v = (ArrayList<E>) super.clone();
- // 将当前ArrayList的全部元素拷贝到v中
- v.elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);
- v.modCount = 0;
- return v;
- } catch (CloneNotSupportedException e) {
- // this shouldn't happen, since we are Cloneable
- throw new InternalError();
- }
- }
- // java.io.Serializable的写入函数
- // 将ArrayList的"容量,所有的元素值"都写入到输出流中
- private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
- throws java.io.IOException{
- // Write out element count, and any hidden stuff
- int expectedModCount = modCount;
- s.defaultWriteObject();
- // 写入"数组的容量"
- s.writeInt(elementData.length);
- // 写入"数组的每一个元素"
- for (int i=0; i<size; i++)
- s.writeObject(elementData[i]);
- if (modCount != expectedModCount) {
- throw new ConcurrentModificationException();
- }
- }
- // java.io.Serializable的读取函数:根据写入方式读出
- // 先将ArrayList的"容量"读出,然后将"所有的元素值"读出
- private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
- throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
- // Read in size, and any hidden stuff
- s.defaultReadObject();
- // 从输入流中读取ArrayList的"容量"
- int arrayLength = s.readInt();
- Object[] a = elementData = new Object[arrayLength];
- // 从输入流中将"所有的元素值"读出
- for (int i=0; i<size; i++)
- a[i] = s.readObject();
- }
- }
(01) ArrayList 实际上是通过一个数组去保存数据的。当我们构造 ArrayList 时;若使用默认构造函数,则 ArrayList 的默认容量大小是 10。
(02) 当 ArrayList 容量不足以容纳全部元素时,ArrayList 会重新设置容量:新的容量 ="(原始容量 x3)/2 + 1"。
(03) ArrayList 的克隆函数,即是将全部元素克隆到一个数组中。
(04) ArrayList 实现 java.io.Serializable 的方式。当写入到输出流时,先写入 "容量",再依次写入 "每一个元素";当读出输入流时,先读取 "容量",再依次读取 "每一个元素"。
第 4 部分 ArrayList 遍历方式ArrayList 支持 3 种遍历方式
(01) 第一种,通过迭代器遍历。即通过 Iterator 去遍历。
- Integer value = null;
- Iterator iter = list.iterator();
- while (iter.hasNext()) {
- value = (Integer) iter.next();
- }
(02) 第二种,随机访问,通过索引值去遍历。
由于 ArrayList 实现了 RandomAccess 接口,它支持通过索引值去随机访问元素。
- Integer value = null;
- int size = list.size();
- for (int i = 0; i < size; i++) {
- value = (Integer) list.get(i);
- }
(03) 第三种,for 循环遍历。如下:
- Integer value = null;
- for (Integer integ: list) {
- value = integ;
- }
由此可见,遍历 ArrayList 时,使用随机访问 (即,通过索引序号访问) 效率最高,而使用迭代器的效率最低!
第 5 部分 toArray() 异常当我们调用 ArrayList 中的 toArray(),可能遇到过抛出"java.lang.ClassCastException" 异常的情况。下面我们说说这是怎么回事。
ArrayList 提供了 2 个 toArray() 函数:
- Object[] toArray()
- <T> T[] toArray(T[] contents)
调用 toArray() 函数会抛出"java.lang.ClassCastException"异常,但是调用 toArray(T[] contents) 能正常返回 T[]。
toArray() 会抛出异常是因为 toArray() 返回的是 Object[] 数组,将 Object[] 转换为其它类型 (如如,将 Object[] 转换为的 Integer[])则会抛出 "java.lang.ClassCastException" 异常,因为 Java 不支持向下转型。具体的可以参考前面 ArrayList.java 的源码介绍部分的 toArray()。
解决该问题的办法是调用
, 而不是 Object[] toArray()。
- <T> T[] toArray(T[] contents)
调用 toArray(T[] contents) 返回 T[] 的可以通过以下几种方式实现。
第 6 部分 ArrayList 示例
- // toArray(T[] contents)调用方式一
- public static Integer[] vectorToArray1(ArrayList < Integer > v) {
- Integer[] newText = new Integer[v.size()];
- v.toArray(newText);
- return newText;
- }
- // toArray(T[] contents)调用方式二。最常用!
- public static Integer[] vectorToArray2(ArrayList < Integer > v) {
- Integer[] newText = (Integer[]) v.toArray(new Integer[0]);
- return newText;
- }
- // toArray(T[] contents)调用方式三
- public static Integer[] vectorToArray3(ArrayList < Integer > v) {
- Integer[] newText = new Integer[v.size()];
- Integer[] newStrings = (Integer[]) v.toArray(newText);
- return newStrings;
- }
本文通过一个实例 (ArrayListTest.java),介绍 ArrayList 中常用 API 的用法。
- import java.util. * ;
- /*
- * @desc ArrayList常用API的测试程序
- *
- *
- */
- public class ArrayListTest {
- public static void main(String[] args) {
- // 创建ArrayList
- ArrayList list = new ArrayList();
- // 将""
- list.add("1");
- list.add("2");
- list.add("3");
- list.add("4");
- // 将下面的元素添加到第1个位置 list.add(0, "5");
- // 获取第1个元素
- System.out.println("the first element is: " + list.get(0));
- // 删除"3"
- list.remove("3");
- // 获取ArrayList的大小
- System.out.println("Arraylist size=: " + list.size());
- // 判断list中是否包含"3"
- System.out.println("ArrayList contains 3 is: " + list.contains(3));
- // 设置第2个元素为10
- list.set(1, "10");
- // 通过Iterator遍历ArrayList
- for (Iterator iter = list.iterator(); iter.hasNext();) {
- System.out.println("next is: " + iter.next());
- }
- // 将ArrayList转换为数组
- String[] arr = (String[]) list.toArray(new String[]);
- for (String str: arr) System.out.println("str: " + str);
- // 清空ArrayList
- list.clear();
- // 判断ArrayList是否为空
- System.out.println("ArrayList is empty: " + list.isEmpty());
- }
- }
运行结果:
- the first element is: 5
- Arraylist size=: 4
- ArrayList contains 3 is: false
- next is: 5
- next is: 10
- next is: 2
- next is: 4
- str: 5
- str: 10
- str: 2
- str: 4
- ArrayList is empty: true
以上所述是小编给大家介绍的 ArrayList 详解和使用示例_动力节点 Java 学院整理,希望对大家有所帮助,如果大家有任何疑问请给我留言,小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对 PHPERZ 网站的支持!
来源: http://www.phperz.com/article/17/1231/357130.html