Java基础教程—ArrayList
概述
在本文中,我们将研究Java集合框架中的ArrayList
类。我们将讨论它的属性、常用用例以及它的优缺点。
ArrayList
包含在Java核心库中,因此不需要任何其他库。为了使用它,只需添加以下import
语句:
import java.util.ArrayList;
List
表示一个有序的值序列,其中某些值可以重复。
ArrayList
是构建在数组之上的列表实现之一,它能够在添加/删除元素时动态地增长和收缩。元素的索引可以很容易地从零开始访问。该实现具有以下特性:
- 随机访问需要O(1)
- 添加元素需要摊销固定时间O(1)
- 插入/删除需要O(n)
- 搜索未排序数组需要O(n),排序数组需要O(log n)
创建
ArrayList
有几个构造函数,我们将在本节中介绍它们。
首先,注意ArrayList
是一个泛型类,因此可以使用任何类型对它进行参数化,编译器将确保,例如,不能将整数值放入字符串集合中。此外,从集合中检索元素时不需要强制转换元素。
其次,使用泛型接口列表作为变量类型是一个很好的实践,因为它将其与特定的实现解耦。
无参构造
List<String> list = new ArrayList<>();
assertTrue(list.isEmpty());
我们只是创建一个空的ArrayList实例。
指定大小
List<String> list = new ArrayList<>(20);
这里指定基础数组的初始长度。这可以帮助您在添加新项时避免不必要的调整大小。
集合构造
Collection<Integer> numbers
= IntStream.range(0, 10).boxed().collect(toSet());
List<Integer> list = new ArrayList<>(numbers);
assertEquals(10, list.size());
assertTrue(numbers.containsAll(list));
集合实例的元素用于填充基础数组。
添加元素
你可以在末尾或特定位置插入一个元素:
List<Long> list = new ArrayList<>();
list.add(1L);
list.add(2L);
list.add(1, 3L);
assertThat(Arrays.asList(1L, 3L, 2L), equalTo(list));
你也可以同时插入一个集合或几个元素:
List<Long> list = new ArrayList<>(Arrays.asList(1L, 2L, 3L));
LongStream.range(4, 10).boxed()
.collect(collectingAndThen(toCollection(ArrayList::new), ys -> list.addAll(0, ys)));
assertThat(Arrays.asList(4L, 5L, 6L, 7L, 8L, 9L, 1L, 2L, 3L), equalTo(list));
遍历
有两种类型的迭代器可用:Iterator
和ListIterator
。
前者允许您在一个方向上遍历列表,而后者允许您在两个方向上遍历列表。
这里我们将只向您展示ListIterator
:
List<Integer> list = new ArrayList<>(
IntStream.range(0, 10).boxed().collect(toCollection(ArrayList::new))
);
ListIterator<Integer> it = list.listIterator(list.size());
List<Integer> result = new ArrayList<>(list.size());
while (it.hasPrevious()) {
result.add(it.previous());
}
Collections.reverse(list);
assertThat(result, equalTo(list));
您还可以使用迭代器搜索、添加或删除元素。
搜索
我们将演示如何使用集合进行搜索:
List<String> list = LongStream.range(0, 16)
.boxed()
.map(Long::toHexString)
.collect(toCollection(ArrayList::new));
List<String> stringsToSearch = new ArrayList<>(list);
stringsToSearch.addAll(list);
搜索未排序的列表
为了找到一个元素,您可以使用indexOf()
或lastIndexOf()
方法。它们都接受一个对象并返回int
值:
assertEquals(10, stringsToSearch.indexOf("a"));
assertEquals(26, stringsToSearch.lastIndexOf("a"));
你可以使用Java 8 Stream API
过滤集合:
Set<String> matchingStrings = new HashSet<>(Arrays.asList("a", "c", "9"));
List<String> result = stringsToSearch
.stream()
.filter(matchingStrings::contains)
.collect(toCollection(ArrayList::new));
assertEquals(6, result.size());
也可以使用for循环或迭代器:
Iterator<String> it = stringsToSearch.iterator();
Set<String> matchingStrings = new HashSet<>(Arrays.asList("a", "c", "9"));
List<String> result = new ArrayList<>();
while (it.hasNext()) {
String s = it.next();
if (matchingStrings.contains(s)) {
result.add(s);
}
}
搜索排序的列表
如果你有一个排序数组,那么你可以使用一个二进制搜索算法,它比线性搜索更快:
List<String> copy = new ArrayList<>(stringsToSearch);
Collections.sort(copy);
int index = Collections.binarySearch(copy, "f");
assertThat(index, not(equalTo(-1)));
如果没有找到元素,那么将返回-1。
删除
为了删除一个元素,您应该找到它的索引,然后通过remove()
方法执行删除。该方法的重载版本,它接受一个对象,搜索它,并执行删除第一个出现的相等元素:
List<Integer> list = new ArrayList<>(
IntStream.range(0, 10).boxed().collect(toCollection(ArrayList::new))
);
Collections.reverse(list);
list.remove(0);
assertThat(list.get(0), equalTo(8));
list.remove(Integer.valueOf(0));
assertFalse(list.contains(0));
但是在处理诸如Integer
之类的装箱类型时要小心。为了删除一个特定的元素,你应该首先选择整型值,否则元素将被其索引删除。
您也可以使用前面提到的流api来删除几个项,但是我们这里不显示它。为此,我们将使用迭代器:
Set<String> matchingStrings
= HashSet<>(Arrays.asList("a", "b", "c", "d", "e", "f"));
Iterator<String> it = stringsToSearch.iterator();
while (it.hasNext()) {
if (matchingStrings.contains(it.next())) {
it.remove();
}
}
总结
在这篇快速的文章中,我们了解了Java中的ArrayList
。
我们展示了如何创建ArrayList
实例,如何使用不同的方法添加、查找或删除元素。