Java中的ArrayList图片

你好！今天的讲座ArrayList，一方面比之前的讲座更简单，另一方面也比之前的讲座更难。 这更加困难，因为今天我们将深入了解“幕后”ArrayList并研究它在操作过程中会发生什么。另一方面，本次讲座中几乎没有代码——主要是图片和解释。那么，我们开始吧:) 正如您所知，ArrayList'a 内部有一个普通数组，充当数据存储。在大多数情况下，我们不指定列表的确切大小。但内部数组必须有一定的大小！这是真实的。它的默认大小是 [10]。

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

首先，让我们看看添加新元素是什么样子的。首先，检查内部数组是否有足够的空间以及是否可以再容纳一个元素。如果有空间，则新元素将添加到列表末尾。当我们说“到最后”时，我们并不是指数组的最后一个单元格（这会很奇怪）。这是指最后一个当前元素旁边的单元格。它的索引将等于cars.size()。我们的列表当前为空 ( cars.size() = 0)。因此，一个新元素将被添加到索引为的单元格中0。

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

这里一切都清楚了。如果在中间，即几个元素之间进行插入，会发生什么情况呢？

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
}

同样，它首先检查数组中是否有足够的空间。如果有足够的空间，元素将从我们插入新元素的单元格开始向右移动。我们粘贴到索引为 1 的单元格中。也就是说，单元格 3 中的元素被复制到单元格 4 中，元素 2 被复制到单元格 3 中，元素 1 被复制到单元格 2 中。 之后，我们的新元素被粘贴到位。前一个元素 ( bugatti) 已从此处复制到新位置。 现在让我们弄清楚如果数组中没有空间可插入，这个过程将如何发生。 当然，首先要检查是否有足够的空间。如果发现空间不足，ArrayList则会在 'a 内创建一个大小为 (OldArray 的大小 * 1.5) + 1 的新数组。在我们的例子中，新数组的大小为 16 个单元格。所有当前元素将立即复制到那里。 旧的数组将被垃圾收集器删除，只保留新的、扩展的数组。现在有新元素的可用空间。我们将其粘贴到已被占用的单元格 3 中。现在熟悉的程序开始了。从索引 3 开始的所有元素都向右移动一个单元格，并悄悄添加一个新元素。 现在插入成功了！我们整理了插入。现在我们来谈谈删除元素。正如您所记得的，在使用数组时，我们遇到了一个问题：当我们删除它们时，“洞”仍然存在于其中。唯一的解决方案是每次删除元素时 将元素向左移动，并且您必须自己编写移动代码。ArrayList工作原理相同，但在其中该机制已经自动实现。 看起来是这样的： 最后我们得到了想要的结果： 元素lambo被成功删除。这里我们从中间进行了删除。显然，从列表末尾删除会更快，因为删除所需元素时不会移动所有其他元素。我们再看一下内部数组的大小以及它在内存中的存储情况。 数组扩展是一个需要消耗一定资源的过程。ArrayList因此，如果您确定它至少有 100 个元素，则 不应使用默认大小进行创建。当您插入第 100 个元素时，内部数组将扩展6 倍，每次都会传输所有元素。

• 从 10 个元素到 16 个
• 从 16 个元素增加到 25 个
• 25 至 38
• 从 38 到 58
• 从 58 到 88
• 从 88 到 133（根据公式（旧数组的大小 * 1.5）+ 1）

当然，这在资源方面是相当昂贵的。因此，如果您已经知道一些（至少大约）存储元素的数量，最好立即创建一个具有一定大小的数组的列表：

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

现在，一个包含 100 个元素的数组将立即分配在内存中，这将更加高效，因为资源不会浪费在扩展上。硬币还有另一面。 当从内部数组中删除对象时ArrayList，大小不会自动减小。 例如，我们有ArrayList一个内部数组，有 88 个元素，它已被完全填满： 在程序运行过程中，我们从中删除了 77 个元素，只剩下 11 个元素： 你已经猜到问题是什么了吗？当然，内存使用效率低下！我们只使用 11 个单元，而我们为 88 个元素分配了内存 - 这比我们需要的多 8 倍！要在这种情况下进行优化，可以使用特殊的类方法ArrayList- trimToSize()。它将内部数组的长度“剪切”为当前存储在其中的元素数量。 现在已根据需要分配了尽可能多的内存！:)