Java 中 ArrayList 类的用法

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。

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

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： 
162222 = 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);