Java中的ArrayList圖片

你好！今天的講座ArrayList，一方面比之前的講座更簡單，另一方面也比之前的講座更難。 這更加困難，因為今天我們將深入了解「幕後」ArrayList並研究它在操作過程中會發生什麼。另一方面，本次講座中幾乎沒有代碼——主要是圖片和解釋。那麼，讓我們開始吧:) 如您所知，ArrayList'a 內部有一個普通數組，充當資料存儲。在大多數情況下，我們不指定清單的確切大小。但內部數組必須有一定的大小！這是真實的。它的預設大小是 [10]。

public static void main(String[] args) {
   ArrayList<Car> cars = new ArrayList<>();
}

首先，讓我們來看看新增元素是什麼樣子的。首先，檢查內部陣列是否有足夠的空間以及是否可以再容納一個元素。如果有空間，則新元素將新增至清單末端。當我們說「到最後」時，我們並不是指數組的最後一個單元格（這會很奇怪）。這是指最後一個目前元素旁邊的儲存格。它的索引將等於cars.size()。我們的清單目前為空 ( cars.size() = 0)。因此，一個新元素將被添加到索引為的單元格中0。

ArrayList<Car> cars = new ArrayList<>();
Car ferrari = new Car("Ferrari 360 Spider");
cars.add(ferrari);

這裡一切都清楚了。如果在中間，即幾個元素之間進行插入，會發生什麼情況？

public static void main(String[] args) {
   ArrayList<Car> cars = new ArrayList<>();
   Car ferrari = new Car("Ferrari 360 Spider");
   Car bugatti = new Car("Bugatti Veyron");
   Car lambo = new Car("Lamborghini Diablo");
   Car ford = new Car("Ford Modneo");

   cars.add(ferrari);
   cars.add(bugatti);
   cars.add(lambo);

   cars.add(1, ford);//добавляем ford в ячейку 1, которая уже занята
}

同樣，它首先檢查數組中是否有足夠的空間。如果有足夠的空間，元素將從我們插入新元素的單元格開始向右移動。我們貼上到索引為 1 的單元格中。也就是說，單元格 3 中的元素被複製到單元格 4 中，元素 2 被複製到單元格 3 中，元素 1 被複製到單元格 2 中。 之後，我們的新元素被貼到位。前一個元素 ( bugatti) 已從此處複製到新位置。 現在讓我們弄清楚如果數組中沒有空間可插入，這個過程將如何發生。 當然，首先要檢查是否有足夠的空間。如果發現空間不足，ArrayList則會在 'a 內建立一個大小為 (OldArray 的大小 * 1.5) + 1 的新陣列。在我們的範例中，新陣列的大小為 16 個儲存格。所有當前元素將立即複製到那裡。 舊的陣列將被垃圾收集器刪除，只保留新的、擴充的陣列。現在有新元素的可用空間。我們將其貼到已被佔用的儲存格 3 中。現在熟悉的程序開始了。從索引 3 開始的所有元素都向右移動一個儲存格，並悄悄新增一個元素。 現在插入成功了！我們整理了插入。現在我們來談談刪除元素。正如您所記得的，在使用陣列時，我們遇到了一個問題：當我們刪除它們時，「洞」仍然存在於其中。唯一的解決方案是每次刪除元素時 將元素向左移動，並且您必須自己編寫移動程式碼。ArrayList工作原理相同，但在其中該機制已經自動實現。 看起來是這樣的： 最後我們得到了想要的結果： 元素lambo被成功刪除。這裡我們從中間進行了刪除。顯然，從清單末尾刪除會更快，因為刪除所需元素時不會移動所有其他元素。我們再看一下內部數組的大小以及它在記憶體中的儲存情況。 數組擴充是一個需要消耗一定資源的過程。ArrayList因此，如果您確定它至少有 100 個元素，則 不應使用預設大小進行建立。當您插入第 100 個元素時，內部陣列將擴展6 倍，每次都會傳輸所有元素。

• 從 10 個元素到 16 個
• 從 16 個元素增加到 25 個
• 25 至 38
• 從 38 到 58
• 從 58 到 88
• 從 88 到 133（根據公式（舊數組的大小 * 1.5）+ 1）

當然，這在資源方面是相當昂貴的。因此，如果您已經知道一些（至少大約）儲存元素的數量，最好立即建立一個具有一定大小的陣列的清單：

ArrayList<Car> cars = new ArrayList<>(100);

現在，一個包含 100 個元素的陣列將立即分配在記憶體中，這將更加高效，因為資源不會浪費在擴充功能上。硬幣還有另一面。 當從內部數組中刪除物件時ArrayList，大小不會自動減少。 例如，我們有ArrayList一個內部數組，有 88 個元素，它已完全填滿： 在程式運行過程中，我們從中刪除了 77 個元素，只剩下 11 個元素： 你已經猜到問題是什麼了嗎？當然，記憶體使用效率低！我們只使用 11 個單元，而我們為 88 個元素分配了記憶體 - 這比我們需要的多 8 倍！要在這種情況下進行最佳化，可以使用特殊的類別方法ArrayList- trimToSize()。它將內部數組的長度「剪切」為目前儲存在其中的元素數量。 現在已根據需要分配了盡可能多的記憶體！:)