Java ArrayList 用法詳解

在 Java 中，ArrayList 是一個非常常用的類，它提供了比數組更加靈活的數據結構，也是我們在 Java 編程中使用最多的集合類之一。本文將詳細介紹 Java ArrayList 的用法，幫助讀者更深入地了解和掌握它。

一、ArrayList 用法

Java ArrayList 是一個可以動態增長和收縮的數組，這意味着您無需在使用前指定其容量。因此，ArrayList 可以自動處理數組容量的擴展。這使其成為向集合中添加元素的首選方法之一。

下面是一些 ArrayList 的用例：

ArrayList list = new ArrayList();
list.add("hello");
list.add("world");
list.add("!");
System.out.println(list);

該代碼將創建一個 ArrayList 的實例，並添加三個字符串元素。在添加完成後，使用 System.out.println() 函數將 ArrayList 的所有元素打印出來。此時，輸出結果為：

["hello", "world", "!"]

如果你想將 ArrayList 字符串轉成數組，可以使用toArray() 方法實現：

String[] array = list.toArray(new String[0]);

二、C 中 ArrayList 的用法

在 C 中沒有 ArrayList 這樣一個官方類，但也可以使用 C 預處理器宏（參考 stdarg.h 頭文件中的實現）。其中，我們使用了一些簡單的類型定義，以便使相關的代碼更容易閱讀。

下面是一個基於 C 的 ArrayList 的簡單實現：

#include 
#include 

typedef struct {
   void* content;    /*指向數組數據的指針*/
   size_t size;      /*當前數組尺寸*/
   size_t length;    /*當前已使用的尺寸*/
   size_t contentSize; /*數組元素的每個元素大小*/
} ArrayList;

bool ArrayList_init(ArrayList * list, size_t contentSize){
    list->contentSize = contentSize;
    list->size = 4;
    list->length = 0;
    list->content = calloc(list->size, contentSize);
    return list->content != NULL;
}

void ArrayList_destroy(ArrayList * list){
    free(list->content);
    list->content = NULL;
}

bool ArrayList_add(ArrayList * list, void * element){
    if(list->length >= list->size){
        list->size += 4;
        void * newContent = realloc(list->content, list->size * list->contentSize);
        if (newContent == NULL)
            return false;
        list->content = newContent;
    }
    void* pre = (char*)list->content + list->length * list->contentSize;
    memcpy(pre, element, list->contentSize);
    list->length++;
    return true;
}

void * ArrayList_get(ArrayList * list, size_t index){
    if (index >= list->length) {
        return NULL;
    }
    char *ptr = list->content;
    ptr += index * list->contentSize;
    return (void *) ptr;
}

該代碼可以創建一個 ArrayList 結構體，並提供了 add 和 get 方法來向列表中添加和檢索元素。

三、ArrayList 的所有方法

Java 的 ArrayList 有許多方法，包括：

1. add(Object o) 方法：向列表的尾部添加元素。
2. add(int index, Object o) 方法：在指定的 index 處將元素插入列表，並移動其餘的元素以填充空間。
3. clear() 方法：移除列表中的所有元素。
4. contains(Object o) 方法：如果列表包含指定的元素，則返回 true。
5. get(int index) 方法：返回列表中指定位置的元素。
6. remove(Object o) 方法：從列表中移除指定的元素。
7. size() 方法：返回列表中元素的數量。

下面是一個簡單的演示代碼：

import java.util.ArrayList;

public class ExampleArrayList {
   public static void main(String[] args) {
      ArrayList items = new ArrayList();
      
      // 向 ArrayList 添加元素
      items.add("A");
      items.add("B");
      items.add("C");
      items.add("D");
      items.add("E");
      items.add("F");
      
      // 從 ArrayList 檢索元素
      System.out.println("第三個元素：" + items.get(2));
      
      // 遍歷 ArrayList
      for (String item : items) {
         System.out.println(item);
      }
      
      // 從 ArrayList 移除元素
      items.remove("B");
      items.remove(2);
 
      // ArrayList 大小
      System.out.println("ArrayList 大小：" + items.size());
      
      // 遍歷 ArrayList（新列表大小）
      for (String item : items) {
         System.out.println(item);
      }
   }
}

輸出結果如下：

第三個元素：C
A
B
C
D
E
F
ArrayList 大小：4
A
C
E
F

四、ArrayList 中 set 用法

set 方法允許更改 ArrayList 中指定位置的元素。

以下是演示這種情況的示例：

import java.util.ArrayList;

public class ExampleArrayList {
   public static void main(String[] args) {
      ArrayList items = new ArrayList();
      
      // 向 ArrayList 添加元素
      items.add("A");
      items.add("B");
      items.add("C");
      items.add("D");
      items.add("E");
      items.add("F");
      
      // 從 ArrayList 檢索元素
      System.out.println("第三個元素：" + items.get(2));
      
      // 遍歷 ArrayList
      for (String item : items) {
         System.out.println(item);
      }
      
      // 更改 ArrayList 中的元素
      items.set(2, "New C");
 
      // ArrayList 大小
      System.out.println("ArrayList 大小：" + items.size());
      
      // 遍歷 ArrayList（新列表大小）
      for (String item : items) {
         System.out.println(item);
      }
   }
}

輸出結果如下：

第三個元素：C
A
B
C
D
E
F
ArrayList 大小：6
A
B
New C
D
E
F

五、ArrayList 類的方法選取

在 Java 中，ArrayList 類還有許多有用的方法，選擇一個子集是很困難的。在這裡，我們僅介紹四個常用的方法：

1. addAll(Collection c) 方法：向列表尾部添加指定集合中的所有元素。
2. clone() 方法：創建並返回此 ArrayList 的一份淺表副本。
3. isEmpty()：如果 ArrayList 中沒有元素，則返回 true。
4. indexOf(Object o)：返回列表中指定元素的第一次出現的索引。

下面是一些演示代碼：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;

public class ExampleArrayList {
   public static void main(String[] args) {
      ArrayList numbers = new ArrayList();
      
      // 向 ArrayList 添加元素
      numbers.add(2);
      numbers.add(4);
      numbers.add(6);
      numbers.add(8);
      System.out.println("原始 ArrayList：" + numbers);
      
      // 向 ArrayList 添加另一個集合中的所有元素
      numbers.addAll(Arrays.asList(1, 3, 5, 7));
      System.out.println("修改後的 ArrayList：" + numbers);
      
      // 列表的淺表副本
      ArrayList copyOfNumbers = (ArrayList) numbers.clone();
      System.out.println("淺表複製 ArrayList " + copyOfNumbers);
      
      // 列表是否為空？
      System.out.println("ArrayList 是否為空？" + numbers.isEmpty());
      
      // 元素第一次出現的位置
      System.out.println("數字 5的索引：" + numbers.indexOf(5));
   }
}

輸出結果如下：

原始 ArrayList：[2, 4, 6, 8]
修改後的 ArrayList：[2, 4, 6, 8, 1, 3, 5, 7]
淺表複製 ArrayList [2, 4, 6, 8, 1, 3, 5, 7]
ArrayList 是否為空？false
數字 5的索引：6

結束語

在本文中，我們已經介紹了 Java 的 ArrayList 類的一些重要用法。ArrayList 是一個精巧的數據結構，它可以幫助我們動態存儲和操作數據。我們希望在您使用 Java 開發時，您會在 ArrayList 中得到更多的好比。