Java学习 - 数组与 ArrayList
Java 数组与 ArrayList
在 Java 泛型出现之前，只有数组可以用来存储指定类型的对象；在自动装箱机制出现之前，只有数组可以用来存储基本数据类型；也就是说，在泛型和自动装箱机制出现之前，数组在 Java 当中的分量举足轻重。
况且数组还是一种效率最高的存储和随机访问对象序列的方式，但遗憾的是，数组的长度是固定的——举个例子，创建它的时候指定长度是 6，就只能存储 6 个元素，当你想放第 7 个元素时，是无法做到的。
随着计算机硬件能力的提升，开发人员在存储一组数据的时候更愿意使用 ArrayList 而不是数组。尽管 ArrayList 内部是通过数组实现的，但与数组相比，它的容量能够自动增长，还有很多数组没有的特性。能不使用数组就别使用数组，除非要用数组来改善性能问题。
数组
创建数组
数组用来存储固定长度的同类型元素
int[] arr = new int[3];
// 不初始化,创建数组后进行复制
arr[0] = 1;
arr[1] = 2;
arr[2] = 3;
// 创建数组同时初始化
int[] arr = {1,2,3};
数组的成员变量和成员方法
我们可以从数组的声明方式
int[] arr = new int[3]
看出，arr是一个引用数据类型(对象)，这是因为声明过程中用到了new关键字。既然如此，数组必然有其成员变量、成员方法。常见的成员变量、成员方法包括
- 成员方法:
clone()
// 这个方法用于创建新的实例
int[] arr = {1,2,3};
int[] b = arr;
int[] c = arr.clone();
for(int i = 0; i < 3; i++){
arr[i] = 0;
}
System.out.print("b: ");
for(int i = 0; i < 3; i++){
System.out.print(b[i] + " ");
}
System.out.print("\nc: ");
for(int i = 0; i < 3; i++){
System.out.print(c[i] + " ");
}
/*
OUTPUT:
b: 0 0 0
c: 1 2 3
*/
-
成员变量:
length用于返回数组的长度
int[] a = new int[10];
int len = a.length;
System.out.println("a.length = " + len);
/*
OUTPUT:
a.length = 10
*/
使用Array工具类
Java的设计者为数组设计了一个专用的工具类java.util.Arrays
在这个类中封装了几个常用的方法，在此介绍。
-
sort()sort()方法用来对数组进行排序，该方法要求数组的元素要实现Comparable接口。如果排序的元素是基本数据类型或String,则不需要手动实现接口，默认按照从小到大排序。String[] strs = {"沉", "默","王", "二"}; Arrays.sort(strs); System.out.println(Arrays.toString(strs)); // 输出[二, 沉, 王, 默] -
binarySearch()
binarySearch()方法用来对数组进行二分查找（返回值所在的下标，未找到的话返回-1），调用该方法之前必须要先排序。
String[] strs = {"沉", "默","王", "二"};
Arrays.sort(strs);
System.out.println(Arrays.binarySearch(strs, "二"));
// 排序后的结果为[二, 沉, 王, 默]
// 二分查找的结果范围0
asList()
asList()方法用来将数组转化成List（ArrayList），源码如下
public static <T> List<T> asList(T... a) {
return new ArrayList<>(a);
}
toString()
toString()方法用来将数组进行字符串格式的输出（[value1, value2, value3, ...]的格式），源码如下
public static String toString(Object[] a) {
if (a == null)
return "null";
int iMax = a.length - 1;
if (iMax == -1)
return "[]";
StringBuilder b = new StringBuilder();
b.append('[');
for (int i = 0; ; i++) {
b.append(String.valueOf(a[i]));
if (i == iMax)
return b.append(']').toString();
b.append(", ");
}
}
使用ArrayList
ArrayList是Java中的动态数组，相对于Array有以下优点:
- 可以动态地增加减少元素
- 灵活地设置数组大小
- 实现了ICollection和IList接口
- 元素类型可以不同(也造成其不安全)
使用ArrayList需要导入包
import java.util.ArrayList;
创建ArrayList
ArrayList L1 = new ArrayList(); // 创建ArrayList,不指定数据类型,初始容量为0
ArrayList L2 = new ArrayList(10); // 创建ArrayList,不指定数据类型,初始容量为10(但均为空值)
ArrayList<Integer> L3 = new ArrayList<Integer> (10); // 创建ArrayList,指定数据类型为Integer,初始容量为10(但均为空值)
ArrayList 添加、删除元素
- 添加
ArrayList <Integer> arrlist = new ArrayList<Integer>();
arrlist.add(10); // 在末尾添加10
arrlist.add(0,4); // 在0位置前插入元素4
arrlist.add(arrlist.size(),10); // 等效于 arrlist.add(10);
- 删除
arrlist.remove(new Integer(10)); // 删除第一个值为10的元素,必须传入一个对象
arrlist.remove(0); // 删除索引为0的元素
遍历ArrayList
ArrayList有三种遍历方式
- 迭代器遍历
ArrayList<Integer> L = new ArrayList<Integer> (10);
// 物理长度为10,但逻辑长度为0
System.out.println("\n" + arrlist.size()); // 输出为0
for(int i = 1; i <= 15; i++){
arrList.add(i); // 前10个元素填充arrlist的前10个空位,后5个元素由arrlist变长存储
}
Iterator<Integer> it = L.iterator();
while(it.hasNext()){
System.out.print(it.next()+" ");
}
- 索引值遍历
ArrayList<Integer> L = new ArrayList<Integer> (10);
for(int i = 1; i <= 15; i++){
arrList.add(i); // 前10个元素填充arrlist的前10个空位,后5个元素由arrlist变长存储
}
for(int i = 0; i < 15; i++){
System.out.print(arrlist.get(i) + " ");
}
- foreach循环遍历
ArrayList<Integer> L = new ArrayList<Integer> (10);
for(int i = 1; i <= 15; i++){
arrList.add(i); // 前10个元素填充arrlist的前10个空位,后5个元素由arrlist变长存储
}
for(Integer element : arrlist){
System.out.print(element + " ");
}
需要说明的是，遍历ArrayList时，通过索引值遍历效率最高，for循环遍历次之，迭代器遍历最低。
ArrayList 的 其他常用方法
clear()
清空元素,物理长度变为0
ArrayList<Integer> L = new ArrayList<Integer>();
L.clear();
isEmpty()
判断逻辑长度是否为0
ArrayList<Integer> L = new ArrayList<Integer>();
boolean flag = L.isEmpty(); // true
ArrayList<Integer> L = new ArrayList<Integer>(10);
boolean flag = L.isEmpty(); // true
size()
返回ArrayList的逻辑长度(即排除空值之后的长度)
ArrayList<Integer> L = new ArrayList<Integer>();
int size = L.size();
toArray()
- 错误用法
ArrayList<Integer> L = new ArrayList<Integer>();
for(int i = 0; i < 10; i++){
L.add(i);
}
Integer[] intarr = (Integer[])L.toArray();
// class [Ljava.lang.Object; cannot be cast to class [Ljava.lang.Integer;
// Java不支持向下转型
- 正确用法
ArrayList<Integer> L = new ArrayList<Integer>();
for(int i = 0; i < 10; i++){
L.add(i);
}
Integer[] intarr = new Integer[L.size()];
L.toArray(intarr);
