java ArrayList的使用方法实例与线程安全性介绍



java ArrayList的使用方法实例介绍。ArrayList详细讲解。Hashtable与ArrayList关于线程安全性的使用方法类似。ArrayList转换到数组的方法实例。ArrayList使用的注意事项,如何提高效率?

java ArrayList的概念
    ArrayList也就是动态数组,或者说是Array的复杂版,采用ArrayList有以下好处与作用:

  • 动态地增加以及减少元素
  • 灵活地设置数组的大小
  • 实现Collection与IList接口

怎么使用ArrayList
    实例介绍ArrayList的使用方法:
ArrayList List = new ArrayList();//创建ArrayList对象
for( int i=0;i<10;i++ ) //使用for语句给数组增加10个Int元素
List.Add(i);
//..程序做相关的处理
List.RemoveAt(5);//移除第6个元素
for( int i=0;i<3;i++ ) //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

以上ArrayList使用的例子是很简单的,并没有包括ArrayList全部方法,却可以反映出ArrayList最常用的用法。

java ArrayList重要的方法和属性
(1)ArrayList构造器
ArrayList有三个构造器,分别为:
public ArrayList();
ArrayList默认的构造器,以默认(16)的大小来初始化内部的数组。
public ArrayList(ICollection);
采用ICollection对象来构造,且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属性以及ArrayList.Synchronized方法
IsSynchronized属性说明当前的ArrayList实例是否支持线程同步,而ArrayList.Synchronized静态方法会返回一个ArrayList的线程同步的封装。
假如使用非线程同步的实例,在多线程访问的时要自己手动调用lock来保持线程同步,实例如下:
ArrayList list = new ArrayList();
//…
lock( list.SyncRoot ) //当ArrayList为非线程包装时,SyncRoot属性就是它本身,但为满足ICollection的SyncRoot定义,这里依然使用SyncRoot保持源代码的规范性
{
list.Add( “Add a Item” );
}

假如用ArrayList.Synchronized方法返回的实例,那就不必考虑线程同步的问题,该实例其实就是线程安全的,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。

但使用这方法(ArrayList.Synchronized)并不保证枚举的同步,比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,这时枚举就会抛出异常。因此,在枚举的时候,你必须明确使用 SyncRoot 锁定这个集合。

Hashtable与ArrayList关于线程安全性的使用方法类似。
(3)Count属性与Capacity属性
Count属性为当前ArrayList包含的元素的数量,该属性是只读的。
Capacity属性为当前ArrayList能够包含的最大数量,可手动设置该属性,但当设置为小于Count值时会导致一个异常。

(4)Add、AddRange、RemoveAt、RemoveRange、Remove、Insert、InsertRange
以上的ArrayList的几个方法比较类似,以下是各个方法的介绍:
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

另外几个类似的方法:
Clear方法用于清除数组中现有所有的元素。
Contains方法用来查找某个对象在不在列表之中

(5)TrimSize方法
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
把ArrayList的元素Copy到一个新的数组中。
ArrayList与数组转换实例介绍
    实例1:
ArrayList List = new ArrayList();
List.Add(1);
List.Add(2);
List.Add(3);

Int32[] values = (Int32[])List.ToArray(typeof(Int32));

实例2:
ArrayList List = new ArrayList();
List.Add(1);
List.Add(2);
List.Add(3);

Int32[] values = new Int32[List.Count];
List.CopyTo(values);


以上介绍了两种从ArrayList转换到数组的方法。

实例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。

ArrayList注意事项以及使用建议
    现在就来来讨论ArrayList与数组的差别,以及ArrayList的效率问题
(1)ArrayList为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
对一般的引用类型来的影响不是很大,但对于值类型,往ArrayList里面添加和修改元素,都会引起装箱以及拆箱的操作,频繁的操作会影响一部分效率。恰恰对于大多数人,多数的应用都是使用值类型的数组。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
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。
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。

  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()+” ”);
}

//第三种遍历 ArrayList 对象的方法
我忘记了,好象是 利用 ArrayList对象的一个属性,它返回一此对象中的元素个数.

然后在利用索引
for(int i=0;i<Count;i++)
{
Console.Write(al[i].ToString()+” ”);