关于ArrayList

本文主要介绍了Java中集合类的性能差异及初始大小配置。对比了Vector与ArrayList、Hashtable与HashMap、ArrayList与LinkedList的性能,如Vector线程安全但性能不如ArrayList,ArrayList更节省内存等。还指出根据操作场景选择合适集合类,同时强调配置集合初始大小可提升代码性能。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

Vector和ArrayList区别
  Vector和ArrayList Vector和ArrayList在使用上非常相似,都可用来表示一组数量可变的对象应用的集合,并且可以随机地访问其中的元素。
  Vector的方法都是同步的(Synchronized),是线程安全的(thread-safe),而ArrayList的方法不是,由于线程的同步必然要影响性能,因此,ArrayList的性能比Vector好。
  当Vector或ArrayList中的元素超过它的初始大小时,Vector会将它的容量翻倍,而ArrayList只增加50%的大小,这样,ArrayList就有利于节约内存空间。
Hashtable和HashMap区别
 Hashtable和HashMap它们的性能方面的比较类似 Vector和ArrayList,比如Hashtable的方法是同步的,而HashMap的不是。
ArrayList和LinkedList区别
 对于处理一列数据项,Java提供了两个类ArrayList和LinkedList,ArrayList的内部实现是基于内部数组Object[],所以从概念上讲,它更象数组,但LinkedList的内部实现是基于一组连接的记录,所以,它更象一个链表结构,所以,它们在性能上有很大的差别。
  从上面的分析可知,在ArrayList的前面或中间插入数据时,你必须将其后的所有数据相应的后移,这样必然要花费较多时间,所以,当你的操作是在一列数据的后面添加数据而不是在前面或中间,并且需要随机地访问其中的元素时,使用ArrayList会提供比较好的性能
  而访问链表中的某个元素时,就必须从链表的一端开始沿着连接方向一个一个元素地去查找,直到找到所需的元素为止,所以,当你的操作是在一列数据的前面或中间添加或删除数据,并且按照顺序访问其中的元素时,就应该使用LinkedList了。
  如果在编程中,1,2两种情形交替出现,这时,你可以考虑使用List这样的通用接口,而不用关心具体的实现,在具体的情形下,它的性能由具体的实现来保证。
  配置集合类的初始大小
  在Java集合框架中的大部分类的大小是可以随着元素个数的增加而相应的增加的,我们似乎不用关心它的初始大小,但如果我们考虑类的性能问题时,就一定要考虑尽可能地设置好集合对象的初始大小,这将大大提高代码的性能。
  比如,Hashtable缺省的初始大小为101,载入因子为0.75,即如果其中的元素个数超过75个,它就必须增加大小并重新组织元素,所以,如果你知道在创建一个新的Hashtable对象时就知道元素的确切数目如为110,那么,就应将其初始大小设为110/0.75=148,这样,就可以避免重新组织内存并增加大小。

 

 

1、什么是ArrayList
ArrayList就是传说中的动态数组,用MSDN中的说法,就是Array的复杂版本,它提供了如下一些好处:

动态的增加和减少元素

实现了ICollection和IList接口

灵活的设置数组的大小

2、如何使用ArrayList
最简单的例子:
ArrayList List = new ArrayList();
for( int i=0;i<10;i++ ) //给数组增加10个Int元素
List.Add(i);
//..程序做一些处理
List.RemoveAt(5);//将第6个元素移除
for( int i=0;i<3;i++ ) //再增加3个元素
List.Add(i+20);
Int32[] values = (Int32[])List.ToArray(typeof(Int32));//返回ArrayList包含的数组

这是一个简单的例子,虽然没有包含ArrayList所有的方法,但是可以反映出ArrayList最常用的用法

3、ArrayList重要的方法和属性
(1)构造器
ArrayList提供了三个构造器:
public ArrayList();
默认的构造器,将会以默认(16)的大小来初始化内部的数组
public ArrayList(ICollection);
用一个ICollection对象来构造,并将该集合的元素添加到ArrayList
public ArrayList(int);
用指定的大小来初始化内部的数组

(2)IsSynchronized属性和ArrayList.Synchronized方法
IsSynchronized属性指示当前的ArrayList实例是否支持线程同步,而ArrayList.Synchronized静态方法则会返回一个ArrayList的线程同步的封装。
如果使用非线程同步的实例,那么在多线程访问的时候,需要自己手动调用lock来保持线程同步,例如:
ArrayList list = new ArrayList();
//...
lock( list.SyncRoot ) //当ArrayList为非线程包装的时候,SyncRoot属性其实就是它自己,但是为了满足ICollection的SyncRoot定义,这里还是使用SyncRoot来保持源代码的规范性
{
list.Add( “Add a Item” );
}

如果使用ArrayList.Synchronized方法返回的实例,那么就不用考虑线程同步的问题,这个实例本身就是线程安全的,实际上ArrayList内部实现了一个保证线程同步的内部类,ArrayList.Synchronized返回的就是这个类的实例,它里面的每个属性都是用了lock关键字来保证线程同步。

****

但是,使用这个方法(ArrayList.Synchronized)并不能保证枚举的同步,例如,一个线程正在删除或添加集合项,而另一个线程同时进行枚举,这时枚举将会抛出异常。所以,在枚举的时候,你必须明确使用 SyncRoot 锁定这个集合。



Hashtable与ArrayList关于线程安全性的使用方法类似。

****

(3)Count属性和Capacity属性
Count属性是目前ArrayList包含的元素的数量,这个属性是只读的。
Capacity属性是目前ArrayList能够包含的最大数量,可以手动的设置这个属性,但是当设置为小于Count值的时候会引发一个异常。

(4)Add、AddRange、Remove、RemoveAt、RemoveRange、Insert、InsertRange
这几个方法比较类似
Add方法用于添加一个元素到当前列表的末尾
AddRange方法用于添加一批元素到当前列表的末尾
Remove方法用于删除一个元素,通过元素本身的引用来删除
RemoveAt方法用于删除一个元素,通过索引值来删除
RemoveRange用于删除一批元素,通过指定开始的索引和删除的数量来删除
Insert用于添加一个元素到指定位置,列表后面的元素依次往后移动
InsertRange用于从指定位置开始添加一批元素,列表后面的元素依次往后移动

另外,还有几个类似的方法:
Clear方法用于清除现有所有的元素
Contains方法用来查找某个对象在不在列表之中

其他的我就不一一累赘了,大家可以查看MSDN,上面讲的更仔细
(5)TrimSize方法
这个方法用于将ArrayList固定到实际元素的大小,当动态数组元素确定不在添加的时候,可以调用这个方法来释放空余的内存。
(6)ToArray方法
这个方法把ArrayList的元素Copy到一个新的数组中。

4、ArrayList与数组转换
例1:
ArrayList List = new ArrayList();
List.Add(1);
List.Add(2);
List.Add(3);

Int32[] values = (Int32[])List.ToArray(typeof(Int32));

例2:
ArrayList List = new ArrayList();
List.Add(1);
List.Add(2);
List.Add(3);

Int32[] values = new Int32[List.Count];
List.CopyTo(values);

上面介绍了两种从ArrayList转换到数组的方法

例3:
ArrayList List = new ArrayList();
List.Add( “string” );
List.Add( 1 );
//往数组中添加不同类型的元素

object[] values = List.ToArray(typeof(object)); //正确
string[] values = (string[])List.ToArray(typeof(string)); //错误

和数组不一样,因为可以转换为Object数组,所以往ArrayList里面添加不同类型的元素是不会出错的,但是当调用ArrayList方法的时候,要么传递所有元素都可以正确转型的类型或者Object类型,否则将会抛出无法转型的异常。

5、ArrayList最佳使用建议
这一节我们来讨论ArrayList与数组的差别,以及ArrayList的效率问题
(1)ArrayList是Array的复杂版本
ArrayList内部封装了一个Object类型的数组,从一般的意义来说,它和数组没有本质的差别,甚至于ArrayList的许多方法,如Index、IndexOf、Contains、Sort等都是在内部数组的基础上直接调用Array的对应方法。
(2)内部的Object类型的影响
对于一般的引用类型来说,这部分的影响不是很大,但是对于值类型来说,往ArrayList里面添加和修改元素,都会引起装箱和拆箱的操作,频繁的操作可能会影响一部分效率。
但是恰恰对于大多数人,多数的应用都是使用值类型的数组。
消除这个影响是没有办法的,除非你不用它,否则就要承担一部分的效率损失,不过这部分的损失不会很大。
(3)数组扩容
这是对ArrayList效率影响比较大的一个因素。
每当执行Add、AddRange、Insert、InsertRange等添加元素的方法,都会检查内部数组的容量是否不够了,如果是,它就会以当前容量的两倍来重新构建一个数组,将旧元素Copy到新数组中,然后丢弃旧数组,在这个临界点的扩容操作,应该来说是比较影响效率的。
例1:比如,一个可能有200个元素的数据动态添加到一个以默认16个元素大小创建的ArrayList中,将会经过:
16*2*2*2*2 = 256
四次的扩容才会满足最终的要求,那么如果一开始就以:
ArrayList List = new ArrayList( 210 );
的方式创建ArrayList,不仅会减少4次数组创建和Copy的操作,还会减少内存使用。

例2:预计有30个元素而创建了一个ArrayList:
ArrayList List = new ArrayList(30);
在执行过程中,加入了31个元素,那么数组会扩充到60个元素的大小,而这时候不会有新的元素再增加进来,而且有没有调用TrimSize方法,那么就有1次扩容的操作,并且浪费了29个元素大小的空间。如果这时候,用:
ArrayList List = new ArrayList(40);
那么一切都解决了。
所以说,正确的预估可能的元素,并且在适当的时候调用TrimSize方法是提高ArrayList使用效率的重要途径。
(4)频繁的调用IndexOf、Contains等方法(Sort、BinarySearch等方法经过优化,不在此列)引起的效率损失
首先,我们要明确一点,ArrayList是动态数组,它不包括通过Key或者Value快速访问的算法,所以实际上调用IndexOf、Contains等方法是执行的简单的循环来查找元素,所以频繁的调用此类方法并不比你自己写循环并且稍作优化来的快,如果有这方面的要求,建议使用Hashtable或SortedList等键值对的集合。
ArrayList al=new ArrayList();

al.Add("How");
al.Add("are");
al.Add("you!");

al.Add(100);
al.Add(200);
al.Add(300);

al.Add(1.2);
al.Add(22.8);

.........

//第一种遍历 ArrayList 对象的方法
foreach(object o in al)
{
Console.Write(o.ToString()+" ");
}

//第二种遍历 ArrayList 对象的方法
IEnumerator ie=al.GetEnumerator();
while(ie.MoveNext())
{
Console.Write(ie.Curret.ToString()+" ");
}

//第三种遍历 ArrayList 对象的方法
我忘记了,好象是 利用 ArrayList对象的一个属性,它返回一此对象中的元素个数.

然后在利用索引
for(int i=0;i<Count;i++)
{
Console.Write(al[i].ToString()+" ");
}
### 回答1: 好的,下面是关于ArrayList的一些信息: ArrayList是Java中的一个动态数组类,它实现了List接口,能够动态地添加、删除元素,并且可以自动扩展容量。ArrayList中的元素可以是任何对象,包括null。 在ArrayList中,元素的位置是由它们在数组中的索引决定的。它支持随机访问,也就是说可以通过索引值来获取或更新元素。此外,ArrayList还提供了一些便捷的方法,如add、remove和size等。 需要注意的是,ArrayList不是线程安全的,如果多个线程同时对它进行操作,可能会导致不可预测的结果。如果需要在多线程环境中使用动态数组,可以考虑使用Vector类或者在对ArrayList进行操作时进行同步处理。 ### 回答2: ArrayList是Java中的一种数据结构,它可以动态地存储和管理一组对象。 ArrayList具有以下特点: 1. 动态大小:与传统的数组不同,ArrayList的大小是可以动态调整的。当需要添加新元素时,ArrayList会自动扩展其容量。同样地,当需要删除元素时,ArrayList会自动收缩其容量。 2. 随机访问:ArrayList中的元素可以通过索引进行随机访问。这意味着我们可以通过指定索引的方式快速地访问或更新特定位置的元素。 3. 具有重复元素:ArrayList中可以包含重复的元素。这意味着我们可以向ArrayList中添加相同的元素多次。 4. 支持迭代:ArrayList实现了Java的Iterable接口,因此我们可以使用迭代器(Iterator)来遍历ArrayList中的元素。 5. 自动装箱/拆箱:ArrayList可以自动处理基本数据类型和其对应的包装类型之间的转换。这意味着我们可以将int、char等基本数据类型直接添加到ArrayList中,而不需要手动进行转换。 6. 线程不安全:ArrayList是非线程安全的。这意味着当多个线程同时访问和修改ArrayList时,可能会发生竞态条件和数据不一致的问题。在多线程环境下,应该使用线程安全的集合类,如Vector或CopyOnWriteArrayList。 尽管ArrayList有很多优点,但也有一些缺点。例如,在删除或插入元素时,需要移动其他元素,这可能会导致性能下降。此外,ArrayList的大小只能受限于可用内存大小。 总之,ArrayList是一个非常有用的数据结构,适用于需要频繁对元素进行添加、删除、修改和随机访问的场景。同时,我们也应该根据具体的需求和性能要求选择合适的集合类。 ### 回答3: ArrayList是Java中常用的数据结构,它是基于数组实现的动态数组。它能够自动调整大小,可以存储任意类型的对象。 ArrayList具有以下特点: 1. 可变长度:与数组不同,ArrayList的长度可以动态增长或缩小。当元素超出当前容量时,会自动进行扩容。这种自动调整大小的功能使得ArrayList非常灵活,适合处理大小不确定的数据集合。 2. 快速访问:ArrayList通过下标索引来访问元素,因此可以快速地进行读取和修改操作。相比链表等其他数据结构,ArrayList的访问速度更快。 3. 有序存储:ArrayList按照元素的插入顺序进行存储,且可以保持元素的有序性。这样,可以方便地进行元素的查找和排序等操作。 4. 允许重复元素:ArrayList允许存储重复的元素。当需要统计某个元素的出现次数或保留所有重复元素时,ArrayList是一个很好的选择。 5. 内存占用:由于ArrayList是动态数组,会预留一些额外的空间用于扩容。因此,如果元素数量明确,或者预知某个ArrayList不会太大,可以使用指定初始容量来减少内存占用。 总之,ArrayList是Java中非常常用的数据结构,它具有动态大小、快速访问、有序存储和允许重复元素等特点。在编写Java程序时,我们可以根据实际需求选择合适的数据结构,包括ArrayList,来方便地进行数据的存储、操作和访问。
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值