java中ArrayList怎么用

小編給大家分享一下java中ArrayList怎么用，相信大部分人都還不怎么了解，因此分享這篇文章給大家參考一下，希望大家閱讀完這篇文章后大有收獲，下面讓我們一起去了解一下吧！

ArrayList構造器簡介

在java中，一切皆對象，一切操作又離不開對象，ArrayList也是如此，所以想要研究ArrayList是如何工作的就要從ArrayList的構造開始。

ArrayList提供了三個構造，分別是不帶任何參數的構造器、接受一個int類型值的構造器和接受一個帶泛型的Collection的構造器，首先我們從最簡單的沒有任何參數、也是大多數人最常用的這個構造器開始。

無參數構造器

打開源碼可以看到無參數構造器非常的簡單，只有一行代碼，代碼如下：

其中DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA是ArrayList中定義的一個靜態的不可變的空數組，而elementData則是ArrayList保存實際數據使用的數組引用，也就是說如果用默認無參數構造器構造ArrayList的話是沒有初始數組的（為空，所有實例共享）。

接收一個int類型值的構造器

打開源碼，可以看到如下代碼：

可以看到，當傳入參數為0時與不傳參數的邏輯是一致的，當傳入參數大于0時ArrayList會構建一個與傳入參數為大小的Object數組，而當傳入參數小于0時，就會拋出一個非法參數異常（IllegalArgumentException）了。

接收一個Collection參數的構造器

仍然是打開源碼查看，可以看到以下代碼：

首先是將傳入參數轉換為數組，然后將這個數組引用賦值給ArrayList內部維護的數組引用，如果這個數組的長度是0時你會發現這時的行為又與空參數構造器的行為一致了，而當這個數組長度不是0時，ArrayList做了一些小動作，對于這些小動作，注釋也寫的很清楚了，c.toArray might (incorrectly) not return Object[]，也就是說這個數組有可能不是Object類型的數組（在不正確的情況下，這個是由JDK本身的一個BUG造成的，具體的可以去JDK的BUG庫http://bugs.java.com/bugdatabase/中查找BUG ID為6260652的BUG，有興趣的同學可以自行查找閱讀，本文不去詳細介紹），所以為了保證代碼的健壯性，就加了這么一個類型檢查，而為什么要檢查這個數組是不是Object類型的呢？這個很簡單，就是因為如果此處引用的是一個String類型的數組，后續如果往里邊放入一個非String類型的數據就會報錯，而這個錯誤通常是到運行時才會發現的。

ArrayList的構造器介紹到此就結束了，下面開始介紹ArrayList的方法，由于篇幅有限，所以本文僅挑選幾個ArrayList初級使用者最常用的方法介紹。

public boolean add(E e)

這個方法是最常用的一個方法，其作用就是將一個新元素加入到當前list的尾部，源碼如下：

可以看到這個方法非常簡潔，調用了另外一個方法ensureCapacityInternal，然后將數據填充進數組，更新size，整個方法就結束了，固定返回的true，也就是該方法只要不拋出異常肯定會返回true，至于ensureCapacityInternal方法會在后面講解，ArrayList中也多次調用到了該方法，算是核心方法之一。可以很容易看出，該方法的漸進時間復雜度為O(1)（不擴容的情況下）。

public void add(int index, E element)

這個方法的作用是將一個元素插入到list的指定位置，源碼如下：

首先是第一行，第一行很簡單，看方法名就知道是范圍檢測，具體的行為就是檢測當前傳入的index參數是否大于當前size或者小于0，如果大于當前size或者小于0的話就拋出一個索引越界異常（IndexOutOfBoundsException），然后該方法也調用了ensureCapacityInternal方法，然后就是將參數index位置和index位置之后的數據給全部后移一位，也就是說該方法插入的位置后邊的數據越多，那么要移位的數據也就越多，效率也就越低。該方法的最壞時間復雜度為O(n)（不擴容的情況下），其中n等于ArrayList的size。

public E remove(int index)

該方法是將指定索引處的數據刪除，源碼如下：

該方法的第一行仍然是范圍檢查，不同的是只要index不是大于等于ArrayList的size就不會拋出異常，但是這一行不拋出異常不代表后邊就不會拋出異常，該處沒有顯示檢查是否小于0是因為后邊第三行有從數組中取數據這個操作，而對于該操作，如果index小于0的話是一定會拋出異常的。然后第四行計算了一下需要移動位置的元素，也就是index位置之后還有多少元素需要前移，當該值大于0時（注：只會大于0或者等于0，不可能小于0），說明有需要移動的元素，將這numMoved個元素統統前移一位，然后將原數組的最后一位設置為null以便于GC可以清除該處引用（注：因為使用的System.arraycopy方法，所以并不會刪除數據，只會復制，而原來數組的最后一位雖然已經復制前移，而且size也已經更新，獲取不到該引用的數據，但是該引用仍然存在，并沒有被清空，所以下次GC的時候如果該處沒有填充新的值覆蓋，那么這個引用將不會被回收并且也獲取不到該處的值，需要詳細了解的可以看一下java的GC原理或者加我Q1213812243詢問^_^）。最后，將第三行獲取到的該位置的數據返回，至此，該方法結束。由于該方法也需要原數組數據的移位，所以很容易可以得出該方法的最壞時間復雜度也是O(n)，其中n等于ArrayList的size。

public boolean remove(Object o)

該方法是從ArrayList中刪除指定元素，更準確的說是從ArrayList中刪除第一個與指定元素相同的元素，話不多說上源碼：

由該方法的實現可以看出，如果傳入的元素為null時，該方法將刪除ArrayList中的第一個null元素（不是全部的null元素）并返回true，如果傳入元素不為null時，該方法將調用傳入元素的equals方法與ArrayList中的元素一一對比，直到發現第一個相同的元素，然后刪除并返回true，如果遍歷整個list發現都沒有與傳入對象相同的對象，那么該方法將返回false表示刪除失敗。這里要注意一個小細節，該方法實際刪除元素操作用的是fastRemove而不是上一個提到的public E remove(int index)，而根據命名可以猜測出fastRemove方法刪除是比較快的，但是具體是哪兒快了呢？首先查看源碼：

與上一個remove方法對比，很容易可以看出這個方法由于是內部使用的，也不需要返回值，所以并沒有去檢查參數index的范圍合法性，也沒有把要刪除的數據取出，省了這兩個開銷，雖然省的并不多，但是如果在一個大型系統中，這樣的小開銷累計起來也是很大的。同樣的，很容易可以得出該方法的時間漸進復雜度為O(n)，其中n等于ArrayList的size。

public E get(int index)

該方法是從ArrayList中取數據，數據存起來的目的就是為了后續的使用，所以該方法是最常用也是最重要的一個方法，源碼如下：

可以看出，該方法很簡單，僅僅檢查了一下參數的范圍，然后就直接取數據返回了，而elementData方法也只有短短的一行

很容易可以得出該方法的時間漸進復雜度為O(1)。

private void ensureCapacityInternal(int minCapacity)

這個方法是前面提及的但是并沒有具體介紹的一個方法，把這個方法放在最后是因為這個方法算是ArrayList的一個核心方法，該方法的作用就是檢查內部數組是否夠用，如果不夠用的話自動擴充，源碼如下：

該方法又調用了ensureExplicitCapacity方法，而ensureExplicitCapacity方法的源碼如下：

該方法判斷了一下參數是否大于當前數組的最大長度，如果大于那么調用grow方法擴容，如果不大于那么不做任何操作。grow方法源碼如下：

該方法也很簡單，只有7行代碼，在第一行首先計算出原數組的長度，然后第二行計算出原數組長度擴充1.5倍后的新的長度（注：右移一位等價于除以2），第三行判斷了擴充1.5倍后的長度是否大于參數（實際需要的長度），如果小于該長度的話將擴充后的新長度更新為參數值（minCapacity），然后在第5行判斷了擴充后的長度是否大于MAX_ARRAY_SIZE這個靜態變量，如果大于該長度的話使用hugeCapacity方法確定是否溢出（即數組長度是否大于Integer.MAX_VALUE），該方法進入后正常情況是肯定會返回Integer.MAX_VALUE，因為外部已經判斷過minCapacity是否大于MAX_ARRAY_SIZE了，只有大于該值才能進來，所以此方法必定返回Integer.MAX_VALUE，ArrayList內部維護的數組長度也達到了最大值Integer.MAX_VALUE，而此時當list再次填充滿需要擴容的時候，傳到此處的參數為（size+1）將是一個負數（Integer溢出），然后調用hugeCapacity方法時會發現傳進來的參數是一個負數，說明已經溢出了，將會拋出一個異常。（注：如果對此處的溢出不理解可以加QQ1213812243詢問或者自行百度）

該方法的最后一行會將數據從老數組遷移至新數組，而老數組由于沒有了引用所以會在后續的GC中被清除。很容易可以得出該方法的時間漸進復雜度為O(n)（需要擴容的情況下，不需要擴容為O(1)），其中n等于當前ArrayList的size。

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