Java ArrayList 用法详解

在 Java 中，ArrayList 是一个非常常用的类，它提供了比数组更加灵活的数据结构，也是我们在 Java 编程中使用最多的集合类之一。本文将详细介绍 Java ArrayList 的用法，帮助读者更深入地了解和掌握它。

一、ArrayList 用法

Java ArrayList 是一个可以动态增长和收缩的数组，这意味着您无需在使用前指定其容量。因此，ArrayList 可以自动处理数组容量的扩展。这使其成为向集合中添加元素的首选方法之一。

下面是一些 ArrayList 的用例：

ArrayList list = new ArrayList();
list.add("hello");
list.add("world");
list.add("!");
System.out.println(list);

该代码将创建一个 ArrayList 的实例，并添加三个字符串元素。在添加完成后，使用 System.out.println() 函数将 ArrayList 的所有元素打印出来。此时，输出结果为：

["hello", "world", "!"]

如果你想将 ArrayList 字符串转成数组，可以使用toArray() 方法实现：

String[] array = list.toArray(new String[0]);

二、C 中 ArrayList 的用法

在 C 中没有 ArrayList 这样一个官方类，但也可以使用 C 预处理器宏（参考 stdarg.h 头文件中的实现）。其中，我们使用了一些简单的类型定义，以便使相关的代码更容易阅读。

下面是一个基于 C 的 ArrayList 的简单实现：

#include 
#include 

typedef struct {
   void* content;    /*指向数组数据的指针*/
   size_t size;      /*当前数组尺寸*/
   size_t length;    /*当前已使用的尺寸*/
   size_t contentSize; /*数组元素的每个元素大小*/
} ArrayList;

bool ArrayList_init(ArrayList * list, size_t contentSize){
    list->contentSize = contentSize;
    list->size = 4;
    list->length = 0;
    list->content = calloc(list->size, contentSize);
    return list->content != NULL;
}

void ArrayList_destroy(ArrayList * list){
    free(list->content);
    list->content = NULL;
}

bool ArrayList_add(ArrayList * list, void * element){
    if(list->length >= list->size){
        list->size += 4;
        void * newContent = realloc(list->content, list->size * list->contentSize);
        if (newContent == NULL)
            return false;
        list->content = newContent;
    }
    void* pre = (char*)list->content + list->length * list->contentSize;
    memcpy(pre, element, list->contentSize);
    list->length++;
    return true;
}

void * ArrayList_get(ArrayList * list, size_t index){
    if (index >= list->length) {
        return NULL;
    }
    char *ptr = list->content;
    ptr += index * list->contentSize;
    return (void *) ptr;
}

该代码可以创建一个 ArrayList 结构体，并提供了 add 和 get 方法来向列表中添加和检索元素。

三、ArrayList 的所有方法

Java 的 ArrayList 有许多方法，包括：

1. add(Object o) 方法：向列表的尾部添加元素。
2. add(int index, Object o) 方法：在指定的 index 处将元素插入列表，并移动其余的元素以填充空间。
3. clear() 方法：移除列表中的所有元素。
4. contains(Object o) 方法：如果列表包含指定的元素，则返回 true。
5. get(int index) 方法：返回列表中指定位置的元素。
6. remove(Object o) 方法：从列表中移除指定的元素。
7. size() 方法：返回列表中元素的数量。

下面是一个简单的演示代码：

import java.util.ArrayList;

public class ExampleArrayList {
   public static void main(String[] args) {
      ArrayList items = new ArrayList();
      
      // 向 ArrayList 添加元素
      items.add("A");
      items.add("B");
      items.add("C");
      items.add("D");
      items.add("E");
      items.add("F");
      
      // 从 ArrayList 检索元素
      System.out.println("第三个元素：" + items.get(2));
      
      // 遍历 ArrayList
      for (String item : items) {
         System.out.println(item);
      }
      
      // 从 ArrayList 移除元素
      items.remove("B");
      items.remove(2);
 
      // ArrayList 大小
      System.out.println("ArrayList 大小：" + items.size());
      
      // 遍历 ArrayList（新列表大小）
      for (String item : items) {
         System.out.println(item);
      }
   }
}

输出结果如下：

第三个元素：C
A
B
C
D
E
F
ArrayList 大小：4
A
C
E
F

四、ArrayList 中 set 用法

set 方法允许更改 ArrayList 中指定位置的元素。

以下是演示这种情况的示例：

import java.util.ArrayList;

public class ExampleArrayList {
   public static void main(String[] args) {
      ArrayList items = new ArrayList();
      
      // 向 ArrayList 添加元素
      items.add("A");
      items.add("B");
      items.add("C");
      items.add("D");
      items.add("E");
      items.add("F");
      
      // 从 ArrayList 检索元素
      System.out.println("第三个元素：" + items.get(2));
      
      // 遍历 ArrayList
      for (String item : items) {
         System.out.println(item);
      }
      
      // 更改 ArrayList 中的元素
      items.set(2, "New C");
 
      // ArrayList 大小
      System.out.println("ArrayList 大小：" + items.size());
      
      // 遍历 ArrayList（新列表大小）
      for (String item : items) {
         System.out.println(item);
      }
   }
}

输出结果如下：

第三个元素：C
A
B
C
D
E
F
ArrayList 大小：6
A
B
New C
D
E
F

五、ArrayList 类的方法选取

在 Java 中，ArrayList 类还有许多有用的方法，选择一个子集是很困难的。在这里，我们仅介绍四个常用的方法：

1. addAll(Collection c) 方法：向列表尾部添加指定集合中的所有元素。
2. clone() 方法：创建并返回此 ArrayList 的一份浅表副本。
3. isEmpty()：如果 ArrayList 中没有元素，则返回 true。
4. indexOf(Object o)：返回列表中指定元素的第一次出现的索引。

下面是一些演示代码：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;

public class ExampleArrayList {
   public static void main(String[] args) {
      ArrayList numbers = new ArrayList();
      
      // 向 ArrayList 添加元素
      numbers.add(2);
      numbers.add(4);
      numbers.add(6);
      numbers.add(8);
      System.out.println("原始 ArrayList：" + numbers);
      
      // 向 ArrayList 添加另一个集合中的所有元素
      numbers.addAll(Arrays.asList(1, 3, 5, 7));
      System.out.println("修改后的 ArrayList：" + numbers);
      
      // 列表的浅表副本
      ArrayList copyOfNumbers = (ArrayList) numbers.clone();
      System.out.println("浅表复制 ArrayList " + copyOfNumbers);
      
      // 列表是否为空？
      System.out.println("ArrayList 是否为空？" + numbers.isEmpty());
      
      // 元素第一次出现的位置
      System.out.println("数字 5的索引：" + numbers.indexOf(5));
   }
}

输出结果如下：

原始 ArrayList：[2, 4, 6, 8]
修改后的 ArrayList：[2, 4, 6, 8, 1, 3, 5, 7]
浅表复制 ArrayList [2, 4, 6, 8, 1, 3, 5, 7]
ArrayList 是否为空？false
数字 5的索引：6

结束语

在本文中，我们已经介绍了 Java 的 ArrayList 类的一些重要用法。ArrayList 是一个精巧的数据结构，它可以帮助我们动态存储和操作数据。我们希望在您使用 Java 开发时，您会在 ArrayList 中得到更多的好比。