ArrayList的使用方法

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 ) //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ICollectionSyncRoot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。

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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。

 

HashtableArrayList关于线程安全性的使用方法类似。

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(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()+" ");

}



ArrayList用法:
ArrayList是接口List的实现类,所以推荐以List接口来使用。

1、创建ArrayList的List接口
例:
List books = new ArrayList();
Java支持泛形后,创建的同时可以指定元素的类型。
例:
Class Book {
......
}
List<Book> books = new ArrayList<Book>();
     为避免容器自动扩容的次数而影响性能,可以指定创建时的元素大小。

例: 创建可容纳100个Book对象的ArrayList,超过100个将自动扩容
List<Book> books = new ArrayList<Book>(100);

2、添加元素
添加在末尾
例:
Book book1 = new Book();
Book book2 = new Book();
Book book3 = new Book();
books.add(book1);
books.add(book2);
books.add(book3);

添加在指定索引处
例:
// 虽然加book1后直接加book3了,但book2是被加在索引1的地方
// 所以效果同上,是book1、book2、book3的顺序
books.add(book1);
books.add(book3);
books.add(1, book2);

3、 获取ArrayList中元素的个数
例:
int count = books.size();


4、读取元素
利用普通的for循环:
例:
for (int i = 0; i < books.size(); i++ {
  Book newBook = books.get(i);
  // 不带泛形的注意要转型
  Book book = (Book) books.get(i);
  System.out.println(book.getName());
}

利用for循环的新特性:
例:
for (Book book : books) {
   // 用book就能访问了
   System.out.println(book.getName());
}
利用枚举:
例:
Iterator<Book> iter = books.iterator();
while (iter.hasNext()) {
   Book book = iter.next();
   System.out.println(book.getName());
}


5、移除元素
移除指定索引处的元素
例:
books.remove(0); // 移除book1
books.remove(1); // 移除book2
books.remove(2); // 移除book3
移除指定对象的所在元素

例:
Book delBook = books.get(1);
books.remove(delBook); // 移除book2
移除所有元素
例:
books.clear();


6、判断ArrayList是否为空(没有元素)
原方法:
if (books.isEmpty()) {
}
直接判断大小:
if (books.size() == 0) {
}


7、判断ArrayList中是否已经存在了某对象
例:
// 判断是否已经存在book2对象
if (books.contains(book2)) { // 已经存在
}

8、根据对象反查询它的索引位置
从前住后查询,反回第一个符合条件的位置
例:
list.indexOf(book2); // 查询book2对象的索引位置

从后住前查询,反回第一个符合条件的位置
例:
list.lastIndexOf(book2); // 查询book2对象的索引位置
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