2020-10-20        [email protected]        stronglzq

【摘要】針對陣列容量固定無法擴充套件的問題，引入陣列列表（ArrayList）。主要對陣列列表的宣告及基本操作等內容進行介紹，基本操作包括增加元素、插入元素、刪除元素以及元素的訪問與修改。

• 為什麼要引入陣列列表（ArrayList）
• 陣列列表容量為什麼能變動
• 如何宣告陣列列表
• 陣列列表的增加、插入、刪除、修改、訪問操作
• 陣列列表的缺陷
• 如何靈活的擴充套件陣列，又能方便的訪問元素
• 如何降低陣列列表的記憶體消耗 -- 預設列表容量

為什麼要引入陣列列表（ArrayList）

陣列在建立後容量固定，而實際解決問題的過程中，元素的數量是變動的，此時採用陣列來儲存資料難以滿足業務需求，因此引入陣列列表。

陣列列表容量為什麼能變動

在建立陣列時，需確定陣列長度，此時陣列中產生一個個“蘿蔔坑”（有初始值，若為int類元素，初始值為0），增加元素即為往“蘿蔔坑”中放入“蘿蔔”；陣列列表可在宣告時預估容量，或不預估容量，當不預估容量，或者元素超過預估容量時，若增加一個元素，則會自動申請一個新的陣列，將原先陣列列表的內容複製到新陣列中，並在末端放入新元素。

如何宣告陣列列表

陣列列表是具有型別引數（type parameter）的泛型類（genetic class），故需要在宣告陣列列表時，指明元素型別，語法為ArrayList<element type>。陣列列表的宣告語法有三種：

• ArrayList<element type> name = new ArrayList<element type>();
• ArrayList<element type> name = new ArrayList<>();，相對於第一種宣告方法，省略了等號右側陣列列表的元素型別；
• var name = new ArrayList<element type>(); ，使用var則一定不能省略等號右側陣列列表的元素型別。

public class Person{
	private String name;
	private int age;
	
	public Person(String name, int age){
		this.name = name;
		this.age = age;
	}
}

public class ArrayListTest{
	// 用陣列列表來儲存Person資料
	var person = new ArrayList<Person>();
	// ArrayList<Person> person = new ArrayList<Person>();
	// ArrayList<Person> person = new ArrayList<>();
	person.add(new Person("Peter", 20));
	person.add(new Person("Tom", 23));
	person.add(new Person("Lucy", 26));
}
 

陣列列表的增加、插入、刪除、修改、訪問

（1）陣列列表的增加為在列表末端增加元素，使用add()方法；（2）對位置i的元素修改為e，語句為set(i, e)；（3）訪問位置i的元素，語句為get(i)；（4）在位置i，插入元素e，則原先位置i及之後的元素均向後移一位，語句為add(i, e)；（5）刪除位置i的元素，語句為remove(i)。

注：陣列列表的插入、刪除效率低。

public ArrayListTest{
	// 用陣列列表來儲存Person資料
	var person = new ArrayList<Person>();
	// ArrayList<Person> person = new ArrayList<Person>();
	// ArrayList<Person> person = new ArrayList<>();
	person.add(new Person("Peter", 20));
	person.add(new Person("Tom", 23));
	person.add(new Person("Lucy", 26));
	
	// 修改元素
	person.set(1, new Person("Peter Long", 25));
	// 插入元素
	person.add(2, new Person("Jack", 30));
	// 刪除元素
	person.remove(0);
	// 訪問元素
	person.get(1);
}

陣列列表的缺陷

使用陣列列表存在兩個缺陷，（1）無法直接通過元素下標來訪問元素，不方便；（2）陣列列表由於每變動一個元素，均需要重新申請一個新的陣列來存放，對記憶體消耗大；（3）陣列列表元素的插入、刪除效率低，解決方案為採用連結串列的資料型別；

如何既靈活的擴充套件陣列，又能方便的訪問陣列元素？

陣列無法靈活的擴充套件，故引入了陣列列表，但陣列列表元素訪問繁瑣，針對各自的問題，有一解決方法：（1）建立一個數組列表，並填充元素；（2）建立一個數組，陣列大小為陣列列表實際元素的數量；（3）使用toArray方法，將陣列列表的元素複製到該陣列中。

public class ArrayListTest{
	// 用陣列列表來儲存Person資料
	var person = new ArrayList<Person>();
	// ArrayList<Person> person = new ArrayList<Person>();
	// ArrayList<Person> person = new ArrayList<>();
	person.add(new Person("Peter", 20));
	person.add(new Person("Tom", 23));
	person.add(new Person("Lucy", 26));
	
	// 建立一個數組，大小為陣列列表的大小
	Person[] personArray = new Person[person.size()];
	// 將陣列列表的元素複製到陣列中
	person.toArray(personArray);
}

注：陣列列表的size（）方法返回陣列列表實際元素的數量，而陣列的size（）方法返回陣列容量。

如何降低陣列列表的記憶體消耗？-- 預設列表容量

針對陣列列表記憶體消耗大的問題，可以預設一個列表容量，在元素數量不超過預設容量時，元素的增加不需要重新分配空間。預設列表容量有兩種方式：（1）在構造陣列列表時，確定列表容量；（2）使用陣列列表的ensureCapcity（）方法。

public class ArrayListTest{
	// 預設陣列列表的容量為100
	var person = new ArrayList<Person>(100);
	// 或 var person = new ArrayList<Person>();  person.ensureCapcity(100);
}