Java數據結構之ArrayList怎么使用

這篇文章主要講解了“Java數據結構之ArrayList怎么使用”，文中的講解內容簡單清晰，易于學習與理解，下面請大家跟著小編的思路慢慢深入，一起來研究和學習“Java數據結構之ArrayList怎么使用”吧！

1 ArrayList

在集合框架中，ArrayList是一個普通的類，實現了List接口，具體框架圖如下：

說明：

• ArrayList實現了RandomAccess接口，表明ArrayList支持隨機訪問

• ArrayList實現了Cloneable接口，表明ArrayList是可以clone的

• ArrayList實現了Serializable接口，表明ArrayList是支持序列化的

• 和Vector不同，ArrayList不是線程安全的，在單線程下可以使用，在多線程中可以選擇Vector或者CopyOnWriteArrayList

• ArrayList底層是一段連續的空間，并且可以動態擴容，是一個動態類型的順序表

2 ArrayList使用

2.1 ArrayList的構造

public static void main(String[] args) {
	// ArrayList創建，推薦寫法
	// 構造一個空的列表
	List<Integer> list1 = new ArrayList<>();
	// 構造一個具有10個容量的列表
	List<Integer> list2 = new ArrayList<>(10);
	list2.add(1);
	list2.add(2);
	list2.add(3);
	// list2.add("hello"); // 編譯失敗，List<Integer>已經限定了，list2中只能存儲整形元素
	// list3構造好之后，與list中的元素一致
	ArrayList<Integer> list3 = new ArrayList<>(list2);
	// 避免省略類型，否則：任意類型的元素都可以存放，使用時將是一場災難
	List list4 = new ArrayList();
	list4.add("111");
	list4.add(100);
}

2.2 ArrayList常見操作

public static void main(String[] args) {
	List<String> list = new ArrayList<>();
	list.add("JavaSE");
	list.add("JavaWeb");
	list.add("JavaEE");
	list.add("JVM");
	list.add("測試課程");
	System.out.println(list);
	// 獲取list中有效元素個數
	System.out.println(list.size());
	// 獲取和設置index位置上的元素，注意index必須介于[0, size)間
	System.out.println(list.get(1));
	list.set(1, "JavaWEB");
	System.out.println(list.get(1));
	// 在list的index位置插入指定元素，index及后續的元素統一往后搬移一個位置
	list.add(1, "Java數據結構");
	System.out.println(list);
	// 刪除指定元素，找到了就刪除，該元素之后的元素統一往前搬移一個位置
	list.remove("JVM");
	System.out.println(list);
	// 刪除list中index位置上的元素，注意index不要超過list中有效元素個數,否則會拋出下標越界異常
	list.remove(list.size()-1);
	System.out.println(list);

//輸出結果：
[JavaSE, JavaWeb, JavaEE, JVM, 測試課程]
5
JavaWeb
JavaWEB
[JavaSE, Java數據結構, JavaWEB, JavaEE, JVM, 測試課程]
[JavaSE, Java數據結構, JavaWEB, JavaEE, 測試課程]
[JavaSE, Java數據結構, JavaWEB, JavaEE]

2.3 ArrayList的遍歷

ArrayList 可以使用三方方式遍歷：for循環+下標、foreach、使用迭代器

public static void main(String[] args) {
	List<Integer> list = new ArrayList<>();
	list.add(1);
	list.add(2);
	list.add(3);
	list.add(4);
	list.add(5);
	// 使用下標+for遍歷
	for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
		System.out.print(list.get(i) + " ");
	} 
	System.out.println();
	// 借助foreach遍歷
	for (Integer integer : list) {
		System.out.print(integer + " ");
	} 
	System.out.println();
	Iterator<Integer> it = list.listIterator();
	while(it.hasNext()){
	System.out.print(it.next() + " ");
	} 
	System.out.println();
}

//輸出結果：
1 2 3 4 5 
1 2 3 4 5 
1 2 3 4 5 

2.4 ArrayList的擴容機制

ArrayList是一個動態類型的順序表，即：在插入元素的過程中會自動擴容：以下是ArrayList源碼中擴容方式

Object[] elementData; // 存放元素的空間
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {}; // 默認空間
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10; // 默認容量大小
public boolean add(E e) {
	ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
	elementData[size++] = e;
	return true;
}
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
	ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
}
private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
	if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
		return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
	} 
	return minCapacity;
}
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
	modCount++;
	// overflow-conscious code
	if (minCapacity - elementData.length > 0)
		grow(minCapacity);
	}
	private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
	private void grow(int minCapacity) {
	// 獲取舊空間大小
	int oldCapacity = elementData.length;
	// 預計按照1.5倍方式擴容
	int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
	// 如果用戶需要擴容大小 超過 原空間1.5倍，按照用戶所需大小擴容
	if (newCapacity - minCapacity < 0)
	newCapacity = minCapacity;
	// 如果需要擴容大小超過MAX_ARRAY_SIZE，重新計算容量大小
	if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
	newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
	// 調用copyOf擴容
	elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
	// 如果minCapacity小于0，拋出OutOfMemoryError異常
	if (minCapacity < 0)
	throw new OutOfMemoryError();
	return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ? Integer.MAX_VALUE : MAX_ARRAY_SIZE;
}

檢測是否真正需要擴容，如果是調用grow準備擴容

預估需要庫容的大小

• 初步預估按照1.5倍大小擴容

• 如果用戶所需大小超過預估1.5倍大小，則按照用戶所需大小擴容

• 真正擴容之前檢測是否能擴容成功，防止太大導致擴容失敗

使用copyOf進行擴容

3 使用示例

撲克牌：

public class Card {
	public int rank; // 牌面值
	public String suit; // 花色
	@Override
	public String toString() {
		return String.format("[%s %d]", suit, rank);
	}
}

import java.util.List;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Random;
public class CardDemo {
	public static final String[] SUITS = {"?", "?", "?", "?"};
	// 買一副牌
	private static List<Card> buyDeck() {
		List<Card> deck = new ArrayList<>(52);
		for (int i = 0; i < 4; i++) {
			for (int j = 1; j <= 13; j++) {
				String suit = SUITS[i];
				int rank = j;
				Card card = new Card();
				card.rank = rank;
				card.suit = suit;
				deck.add(card);
			}
		} 
		return deck;
	}
	private static void swap(List<Card> deck, int i, int j) {
		Card t = deck.get(i);
		deck.set(i, deck.get(j));
		deck.set(j, t);
	}
	private static void shuffle(List<Card> deck) {
		Random random = new Random(20190905);
		for (int i = deck.size() - 1; i > 0; i--) {
			int r = random.nextInt(i);
			swap(deck, i, r);
		}
	}
	public static void main(String[] args) {
		List<Card> deck = buyDeck();
		System.out.println("剛買回來的牌:");
		System.out.println(deck);
		shuffle(deck);
		System.out.println("洗過的牌:");
		System.out.println(deck);
		// 三個人，每個人輪流抓 5 張牌
		List<List<Card>> hands = new ArrayList<>();
		hands.add(new ArrayList<>());
		hands.add(new ArrayList<>());
		hands.add(new ArrayList<>());
		for (int i = 0; i < 5; i++) {
			for (int j = 0; j < 3; j++) {
				hands.get(j).add(deck.remove(0));
			}
		}
 		System.out.println("剩余的牌:");
		System.out.println(deck);
		System.out.println("A 手中的牌:");
		System.out.println(hands.get(0));
		System.out.println("B 手中的牌:");
		System.out.println(hands.get(1));
		System.out.println("C 手中的牌:");
		System.out.println(hands.get(2));
	}
}

運行結果

剛買回來的牌:
[[♠ 1], [♠ 2], [♠ 3], [♠ 4], [♠ 5], [♠ 6], [♠ 7], [♠ 8], [♠ 9], [♠ 10], [♠ 11], [♠ 12], [♠ 13], [♥ 1], [♥ 2], [♥ 3], [♥ 4], [♥ 5], [♥ 6], [♥ 7],
[♥ 8], [♥ 9], [♥ 10], [♥ 11], [♥ 12], [♥ 13], [♣ 1], [♣ 2], [♣ 3], [♣ 4], [♣ 5], [♣ 6], [♣ 7], [♣ 8], [♣ 9], [♣ 10], [♣ 11], [♣ 12], [♣
13], [♦ 1], [♦ 2], [♦ 3], [♦ 4], [♦ 5], [♦ 6], [♦ 7], [♦ 8], [♦ 9], [♦ 10], [♦ 11], [♦ 12], [♦ 13]]
洗過的牌:
[[♥ 11], [♥ 6], [♣ 13], [♣ 10], [♥ 13], [♠ 2], [♦ 1], [♥ 9], [♥ 12], [♦ 5], [♥ 8], [♠ 6], [♠ 3], [♥ 5], [♥ 1], [♦ 6], [♦ 13], [♣ 12], [♦ 12],
[♣ 5], [♠ 4], [♣ 3], [♥ 7], [♦ 3], [♣ 2], [♠ 1], [♦ 2], [♥ 4], [♦ 8], [♠ 10], [♦ 11], [♥ 10], [♦ 7], [♣ 9], [♦ 4], [♣ 8], [♣ 7], [♠ 8], [♦ 9], [♠
12], [♠ 11], [♣ 11], [♦ 10], [♠ 5], [♠ 13], [♠ 9], [♠ 7], [♣ 6], [♣ 4], [♥ 2], [♣ 1], [♥ 3]]
剩余的牌:
[[♦ 6], [♦ 13], [♣ 12], [♦ 12], [♣ 5], [♠ 4], [♣ 3], [♥ 7], [♦ 3], [♣ 2], [♠ 1], [♦ 2], [♥ 4], [♦ 8], [♠ 10], [♦ 11], [♥ 10], [♦ 7], [♣ 9], [♦
4], [♣ 8], [♣ 7], [♠ 8], [♦ 9], [♠ 12], [♠ 11], [♣ 11], [♦ 10], [♠ 5], [♠ 13], [♠ 9], [♠ 7], [♣ 6], [♣ 4], [♥ 2], [♣ 1], [♥ 3]]
A 手中的牌:
[[♥ 11], [♣ 10], [♦ 1], [♦ 5], [♠ 3]]
B 手中的牌:
[[♥ 6], [♥ 13], [♥ 9], [♥ 8], [♥ 5]]
C 手中的牌:
[[♣ 13], [♠ 2], [♥ 12], [♠ 6], [♥ 1]]

感謝各位的閱讀，以上就是“Java數據結構之ArrayList怎么使用”的內容了，經過本文的學習后，相信大家對Java數據結構之ArrayList怎么使用這一問題有了更深刻的體會，具體使用情況還需要大家實踐驗證。這里是億速云，小編將為大家推送更多相關知識點的文章，歡迎關注！