文章目录
- 前言
- 1.ArrayList的简介
- 2. ArrayList使用
- 2.1.ArrayList的构造
- 2.2.ArrayList的扩容机制(JDK17)
- 3.ArrayList的常见操作
- 4. ArrayList的具体使用
- 4.1.[杨辉三角](https://leetcode.cn/problems/pascals-triangle/description/)
- 4.2.简单的洗牌游戏
- 5.ArrayList的问题及思考
前言
上一篇我们模拟实现了ArrayList的部分功能，现在我们讨论如何使用Java中自带的ArrayList方法。
1.ArrayList的简介
在集合框架中，ArrayList是一个普通的类，实现了List接口，具体框架图如下
【说明】
- ArrayList是以泛型方式实现的，使用时必须要先实例化
- ArrayList实现了RandomAccess接口，表明ArrayList支持随机访问
- ArrayList实现了Cloneable接口，表明ArrayList是可以clone的
- ArrayList实现了Serializable接口，表明ArrayList是支持序列化的
- 和Vector不同，ArrayList不是线程安全的，在单线程下可以使用，在多线程中可以选择Vector或者
CopyOnWriteArrayList - ArrayList底层是一段连续的空间，并且可以动态扩容，是一个动态类型的顺序表
2. ArrayList使用
2.1.ArrayList的构造
首先我们看一下这三个构造方法有什么区别
上面有个疑问，等会再解答。
2.2.ArrayList的扩容机制(JDK17)
为了解决这个问题，我们看一下add的源码，这样就可以明白扩容机制。
我们把上面的问题解决了，现在考虑扩容机制(即当数组满的时候，那么或扩充多少空间)
通过上述的分析，我们发现Java内部ArrayList扩容机制是扩充1.5倍
总结】
- 检测是否真正需要扩容，如果是调用grow准备扩容
- 预估需要库容的大小
初步预估按照1.5倍大小扩容
如果用户所需大小超过预估1.5倍大小，则按照用户所需大小扩容
真正扩容之前检测是否能扩容成功，防止太大导致扩容失败 - 使用copyOf进行扩容
3.ArrayList的常见操作
上面的方法主要讲最后一个
public static void main(String[] args) {
ArrayList<Integer>list=new ArrayList<>();
//add尾插
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);
//在指定位置插入
list.add(2,4);
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
System.out.print(list.get(i)+" ");
}
System.out.println();
//subList
List<Integer>list1=new ArrayList<>();
list1=list.subList(2,4);
for (int i=0;i<list1.size();i++){
System.out.print(list1.get(i)+" ");
}
System.out.println();
list.set(2,99);
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
System.out.print(list.get(i)+" ");
}
System.out.println();
for (int i=0;i<list1.size();i++){
System.out.print(list1.get(i)+" ");
}
}
我们看一下结果：
这是为什么呢，我们调试一下
我们会发现，两个数组所指向的内存是一样的，因此使用set()方法，改的时候，两个数组对应的值都会发生变化。
4. ArrayList的具体使用
4.1.杨辉三角
这个题吗，如果使用数组的话，很好做，但是
必须要使用顺序表，并且List<List< Integer >>什么意思？
如果联想一下二维数组，不难知道，这是一个二维顺序表。
public List<List<Integer>> generate(int numRows) {
List<List<Integer>>list=new ArrayList<>();
//先把第一行填满
List<Integer>list0=new ArrayList<>();
list0.add(1);
list.add(list0);
//再把剩余的填满
for (int i=1;i<numRows;i++){
List<Integer>curRow=new ArrayList<>();
//第一个
curRow.add(1);
//中间
List<Integer>preRow=list.get(i-1);
for (int j = 1; j < i; j++) {
int val1=preRow.get(j);
int val2=preRow.get(j-1);
curRow.add(val2+val1);
}
//最后一个
curRow.add(1);
list.add(curRow);
}
return list;
}
4.2.简单的洗牌游戏
一副拍克牌，除去大小王，三个人完，洗完牌后，三个人轮流拿一张牌，拿五轮，写出算法。
Card类
public class Card {
public int rank; //牌面值
public String suit;//花色
public Card(int rank, String suit) {
this.rank = rank;
this.suit = suit;
}
@Override
public String toString() {
return '['+suit+" "+rank+']';
}
}
CardDemo类
public class CardDemo {
public static final String[]suits={"♣","♦","♥","♠"};
public List<Card> buyCard(){
List<Card>cards=new ArrayList<>(52);
for (int i=0;i<4;i++){
for (int j=1;j<=13;j++){
int rank=j;
String suit=suits[i];
Card card=new Card(rank,suit);
cards.add(card);
}
}
return cards;
}
private void Swap(List<Card>cards,int i,int j){
Card tmp=cards.get(i);
cards.set(i,cards.get(j));
cards.set(j,tmp);
}
//洗牌
public void shuttle(List<Card>cards){
Random random=new Random();
for (int i = cards.size()-1; i >0 ; i--) {
int index=random.nextInt(i);
Swap(cards,i,index);
}
}
//发牌
public List<List<Card>> play(List<Card>cards){
List<List<Card>>hand=new ArrayList<>(3);
List<Card>hand1=new ArrayList<>();
List<Card>hand2=new ArrayList<>();
List<Card>hand3=new ArrayList<>();
hand.add(hand1);
hand.add(hand2);
hand.add(hand3);
for (int i=0;i<5;i++){
for (int j=0;j<3;j++){
Card card=cards.remove(0);
hand.get(j).add(card);
}
}
return hand;
}
}
5.ArrayList的问题及思考
- ArrayList底层使用连续的空间，任意位置插入或删除元素时，需要将该位置后序元素整体往前或者往后搬
移，故时间复杂度为O(N) - 增容需要申请新空间，拷贝数据，释放旧空间。会有不小的消耗。
- 增容一般是呈2倍的增长，势必会有一定的空间浪费。例如当前容量为100，满了以后增容到200，我们再继
续插入了5个数据，后面没有数据插入了，那么就浪费了95个数据空间。
思考： 如何解决以上问题呢?
