Коллекции arraylist java

Списочный массив ArrayList

В Java массивы имеют фиксированную длину и не могут быть увеличены или уменьшены. Класс ArrayList реализует интерфейс List и может менять свой размер во время исполнения программы, при этом не обязательно указывать размерность при создании объекта. Элементы ArrayList могут быть абсолютно любых типов в том числе и null.

Пример создания объекта ArrayList

Можно инициализировать массив на этапе определения. Созданный объект list содержит свойство size. Обращение к элементам массива осуществляется с помощью метода get(). Пример :

Добавление элемента в массив ArrayList, метод add

Работать с ArrayList просто: необходимо создать объект и вставлять созданные объекты методом add(). Обращение к элементам массива осуществляется с помощью метода get(). Пример:

Замена элемента массива ArrayList, метод set

Чтобы заменить элемент в массиве, нужно использовать метод set() с указанием индекса и новым значением.

Удаление элемента массива ArrayList, метод remove

Для удаления элемента из массива используется метод remove(). Можно удалять по индексу или по объекту:

ПРИМЕЧАНИЕ: элементы, следующие после удалённого элемента, перемещаются на одну позицию ближе к началу. То же самое относится и к операции вставки элемента в середину списка.

Для очистки всего массива используется метод clear():

Определение позиции элемента ArrayList, метод indexOf

В списочном массиве ArrayList существует метод indexOf(), который ищет нужный элемент и возвращает его индекс.

Отсчёт в массиве начинается с 0, если индекс равен 2, значит он является третьим в массиве.

Проверка наличие элемента в ArrayList, метод contains

Чтобы узнать, есть в массиве какой-либо элемент, можно воспользоваться методом contains(), который вернёт логическое значение true или false в зависимости от присутствия элемента в наборе :

Понятно, что в массиве никаких овощей быть не может, поэтому в консоле будет отображено false.

Создание массива из элементов ArrayList, метод toArray

Для конвертирования набора элементов в обычный массив необходимо использовать метод toArray().

Интерфейс List

java.util.List является интерфейсом и его следует использовать вместо ArrayList следующим образом :

Или укороченный вариант для Java 7:

В примере тип ArrayList заменен на List, но в объявлении оставлен new ArrayList(). Всё остальное остаётся без изменений. Это является рекомендуемым способом.

Интерфейс List реализует более общий интерфейс коллекции Collection.

Преобразование массива в список, Arrays

Для создания массива можно не только добавлять по одному объекту через метод add(), но и сразу массив с использованием Arrays.asList(. ).

Пример создания и инициализации массива из объектов Integer.

У данного способа есть недостаток. Если вы определили списочный массив таким образом, то уже не можете вставлять или удалять элемент, хотя при этом можете изменять существующий элемент.

Класс ArrayList

1. Особенности класса ArrayList

Класс ArrayList поддерживает динамические массивы, которые могут расти по мере необходимости. Элементы ArrayList могут быть абсолютно любых типов в том числе и null . Элементы могут повторяться.

Класс ArrayList реализует интерфейс List.

Объект класса ArrayList , содержит свойства elementData и size . Хранилище значений elementData есть ни что иное как массив определенного типа (указанного в generic).

У этого класса есть следующие конструкторы:

• ArrayList ()
• ArrayList(Collection с)
• ArrayList(int capacity)

Достоинства класса ArrayList :

• Быстрый доступ по индексу.
• Быстрая вставка и удаление элементов с конца.

Недостатки класса ArrayList :

• Медленная вставка и удаление элементов в середину.

2. Методы класса ArrayList для добавления элементов

1. boolean add(E obj) — добавляет obj к вызывающей коллекции. Возвращает true, если obj был добавлен к коллекции. (Интерфейс Collection )
2. void add(int index, Е obj) — вставляет obj в вызывающий список в позицию, указанную в index . Любые ранее вставленные элементы за указанной позицией вставки смещаются вверх. То есть никакие элементы не перезаписываются. (Интерфейс List )
3. Е set (int index, Е obj) — присваивает obj элементу, находящемуся в списке в позиции index . (Интерфейс List )
4. boolean addAll (Collection с) — добавляет все элементы к вызывающей коллекции. Возвращает true , если операция удалась (то есть все элементы добавлены). В противном случае возвращает false . (Интерфейс Collection )

3. Методы класса ArrayList для удаления элементов

1. boolean remove(Object obj) — удаляет один экземпляр obj из вызывающей коллекции. Возвращает true , если элемент удален. В противном случае возвращает false . (Интерфейс Collection )
2. Е remove(int index) — удаляет элемент из вызывающего списка в позиции index и возвращает удаленный элемент. Результирующий список уплотняется, то есть элементы, следующие за удаленным, сдвигаются на одну позицию назад. (Интерфейс List )
3. boolean removeAll(Collection с) — удаляет все элементы из вызывающей коллекции. Возвращает truе , если в результате коллекция изменяется (то есть элементы удалены). В противном случае возвращает false . (Интерфейс Collection )
4. boolean retainAll(Collection с) — удаляет все элементы кроме входящих из вызывающей коллекции. Возвращает true , если в результате коллекция изменяется (то есть элементы удалены). В противном случае возвращает false . (Интерфейс Collection )
5. void clear() — удаляет все элементы вызывающей коллекции. (Интерфейс Collection )

4. Пример добавления элементов в ArrayList

5. Пример удаления элементов из ArrayList

6. Пример использования метода removeAll() класса ArrayList

7. Пример использования методов addAll(), clear() класса ArrayList

8. Пример использования метода retainAll() класса ArrayList

9. Получение массива из ArrayList

Имеются два варианта метода toArray() , которые объявлены в Collection:

Списки на Java — методы интерфейса List

Интерфейс Java List, java.util.List, представляет упорядоченную последовательность объектов. Элементы, содержащиеся в списке Java, вставлять и удалять в соответствии с порядком их появления в списке.

Каждый элемент в списке Java имеет индекс. Первый элемент в имеет индекс 0, второй элемент имеет индекс 1 и т.д.

Вы можете добавить любой объект в список. Если список не типизирован с использованием Java Generics, то вы можете даже смешивать объекты разных типов (классов) в одном и том же списке.

Java List — это стандартный интерфейс, который является подтипом Java Collection, что означает, что означает, что List наследуется от Collection.

Учебное видео по спискам Java

Если вы предпочитаете смотреть видео вместо чтения текста, вот видео версия этого учебника по Java List:

Java List и Set

Java List и Java Set очень похожи в том, что они оба представляют коллекцию элементов. Тем не менее, есть некоторые существенные различия.

Первое различие между Java List и Java Set состоит в том, что один и тот же элемент может встречаться в списке более одного раза. Это отличается от набора, где каждый элемент может встречаться только один раз.

Второе различие — элементы в List имеют порядок, и элементы могут повторяться в этом порядке. Набор не предполагает порядок элементов, хранящихся внутри.

Реализация List

Будучи подтипом Collection, все методы в интерфейсе Collection также доступны в Listinterface.

Поскольку List — это интерфейс, вам необходимо создать конкретную реализацию интерфейса, чтобы использовать его. Вы можете выбирать между следующими реализациями List в API коллекций Java:

• java.util.ArrayList
• java.util.LinkedList
• java.util.Vector
• java.util.Stack

Также есть параллельные реализации List в пакете java.util.concurrent.

Вот несколько примеров того, как создать экземпляр List:

Как вставить элементы в список Java

Вставить элементы (объекты) в список Java можно методом add (). Вот пример добавления элементов в список Java:

Первые три вызова add () добавляют экземпляр String в конец списка.

Вставить нулевые значения

На самом деле возможно вставить даже нулевые значения в список.

Добавить элементы по определенному индексу

Можно добавить элемент в список по определенному индексу. Интерфейс List имеет версию метода add(), которая принимает индекс в качестве первого параметра, и элемент для вставки в качестве второго параметра. Вот пример вставки элемента с индексом 0.

Если список уже содержит элементы, то теперь они будут перемещаться дальше во внутренней последовательности. Элемент, который имел индекс 0 до того, как новый элемент был вставлен в индекс 0, будет перемещен в индекс 1 и т.д.

Вставляем все элементы из одного списка в другой

Можно добавить все элементы из одного списка в другой. Сделаем это с помощью метода ListaddAll (). Результат представляет собой объединение двух списков.

Этот пример добавляет все элементы из listSource в listDest.

Метод addAll () принимает набор в качестве параметра, поэтому в качестве параметра можно передать список или набор.

Получить элементы из списка Java

Вы можете получить элементы из списка Java, используя индекс элементов. Методом get (int index). Вот пример доступа к элементам списка с использованием индексов элементов:

Также возможно итерировать элементы списка в том порядке, в котором они хранятся внутри.

Как найти элементы в списке Java

Вы можете найти элементы в списке Java, используя один из этих двух методов:

1. index()
2. LastIndexOf ()Метод indexOf () находит индекс первого вхождения в списке заданного элемента.

Запуск этого кода приведет к следующему результату:

Найти последнее вхождение элемента в списке

Метод lastIndexOf () находит индекс последнего вхождения в списке данного элемента.

Результат, напечатанный при запуске приведенного выше примера будет таков:

Элемент 1 встречается 2 раза. Индекс последнего равен 2.

Проверка: содержит ли список элемент?

Вы можете проверить, содержит ли Java List данный элемент, используя метод List contains ().

Чтобы определить, содержит ли List этот элемент, List будет внутренне выполнять итерации своих элементов и сравнивать каждый элемент с объектом, переданным в качестве параметра.

Поскольку можно добавить нулевые значения в список, фактически можно проверить, содержит ли список нулевое значение.

Очевидно, что если входной параметр для contains () имеет значение null, метод contains () не будет использовать метод equals() для сравнения с каждым элементом, а вместо этого использует оператор ==.

Как удалить элементы из списка Java

Вы можете удалить элементы из списка Java с помощью этих двух методов:

• remove(Object element)
• remove(int index)

remove (Object element) удаляет элемент в списке, если он присутствует. Все последующие элементы, затем перемещаются вверх по списку. Таким образом, их индекс уменьшается на 1.

Этот пример сначала добавляет элемент, а затем снова удаляет его.

Метод List remove (int index) удаляет элемент по указанному индексу.

После выполнения этого примера кода список будет содержать элементы 1 и 2 с индексами 0 и 1.

Очистить список

Интерфейс Java List содержит метод clear (), который удаляет все элементы из списка при вызове. Удаление всех элементов также называется очисткой.

Как сохранить все элементы из одного списка в другом

Метод retainAll () способен сохранять все элементы из одного списка в другом. Другими словами, метод retain () удаляет все элементы, которые не найдены в другом списке.

Результатом является пересечение двух списков.

Узнать количество элементов

Вы можете получить количество элементов вызвав метод size (). Вот пример:

Подсписок списка

Метод subList () может создавать новый List с подмножеством элементов из исходного List.

Метод subList () принимает 2 параметра: начальный индекс и конечный индекс. Начальный индекс — это индекс первого элемента из исходного списка для включения в подсписок.

Конечный индекс является последним индексом подсписка, но элемент в последнем индексе не включается в подсписок. Это похоже на то, как работает метод подстроки Java String.

После выполнения list.subList (1,3) подсписок будет содержать элементы с индексами 1 и 2.

Помните, что исходный список содержит 4 элемента с индексами от 0 до 3. Вызов list.subList (1,3) будет включить индекс 1, но исключить индекс 3, сохраняя тем самым элементы с индексами 1 и 2.

Преобразовать list в set

Вы можете преобразовать список Java в набор(set), создав новый набор и добавив в него все элементы из списка. Набор удалит все дубликаты.

Таким образом, результирующий набор будет содержать все элементы списка, но только один раз.

Обратите внимание, что список содержит элемент String 3 два раза. Набор будет содержать эту строку только один раз. Таким образом, результирующий набор будет содержать строки: element 1 , element 2 and element 3 .

Общие списки

По умолчанию вы можете поместить любой объект в список, но Java позволяет ограничить типы объектов, которые вы можете вставить в список.

Этот список теперь может содержать только экземпляры MyObject. Затем вы можете получить доступ к итерации его элементов без их приведения.

Сортировка

Вы можете отсортировать список с помощью метода Collections sort ().

Если Список содержит объекты, которые реализуют интерфейс Comparable (java.lang.Comparable), тогда эти объекты можно сравнивать. В этом случае вы можете отсортировать список следующим образом:

Класс Java String реализует интерфейс Comparable, вы можете отсортировать их в естественном порядке, используя метод Collections sort ().

Сортировка списка с помощью Comparatorimplementation

Если объекты не реализуют интерфейс Comparable или если вы хотите отсортировать объекты в порядке, отличном от их реализации compare (), вам необходимо использовать Comparatorimplementation (java.util.Comparator).

Вот код сортировки:

Обратите внимание на реализацию Comparator в приведенном выше примере. Эта реализация сравнивает только поле марки автомобилей Car. Можно создать другую реализацию Comparator, которая сравнивает номерные знаки или даже количество дверей в автомобилях.

Возможно реализовать Comparator с использованием Java Lambda. Вот пример, который сортирует объекты List of Car с использованием трех различных реализаций интерфейса Comparator, каждая из которых сравнивает экземпляры Car по своему полю:

Итерации

Вы можете выполнить итерацию списка несколькими различными способами. Три наиболее распространенных способа:

• Использование итератора
• Использование цикла for-each
• Использование цикла for
• Использование API Java Stream

Итерация списка с помощью итератора

Первый способ итерации списка — использовать итератор Java.

Вызывая метод iterator () интерфейса List.

Вызов hasNext () выполняется внутри цикла while.

Внутри цикла while вы вызываете метод Iterator next () для получения следующего элемента, на который указывает Iterator.

Если список задан с использованием Java Generics, вы можете сохранить некоторые объекты внутри цикла while.

Итерация списка с использованием цикла For-Each

Второй способ итерации List — использовать цикл for.

Цикл for выполняется один раз для каждого элемента. Внутри цикла for каждый элемент, в свою очередь, связан с переменной obj.

Можно изменить тип переменной внутри цикла for.

Итерация списка с помощью цикла For

Третий способ итерации List — использовать стандартный цикл for, подобный следующему:

Цикл for создает переменную int и инициализирует ее 0. Затем она зацикливается, пока переменная int i меньше размера списка. Для каждой итерации переменная i увеличивается.

Внутри цикла for обращаемся к элементам List с помощью метода get (), передавая в качестве параметра переменную i.

Опять же, если список напечатан с использованием Java Generics, например, для для строки, то вы можете использовать универсальный тип списка в качестве типа для локальной переменной, которая присваивается каждому элементу списка во время итерации.

Тип локальной переменной внутри цикла for теперь String. Поскольку список обычно типизируется как String, он может содержать только объекты String.

Следовательно, компилятор знает, что только метод String может быть возвращен из метода get (). Поэтому вам не нужно приводить элемент, возвращенный get (), в String.

Перебор списка с использованием API Java Stream

Четвертый способ итерации через API Java Stream. Для итерации вы должны сначала получить поток из списка. Получение потока из списка в Java выполняется путем вызова метода Liststream ().

Как только вы получили поток из списка, вы можете выполнить итерацию потока, вызвав его метод forEach ().

Вызов метода forEach () заставит Stream выполнить внутреннюю итерацию всех элементов потока.

Средняя оценка / 5. Количество голосов:

Спасибо, помогите другим — напишите комментарий, добавьте информации к статье.

Или поделись статьей

Видим, что вы не нашли ответ на свой вопрос.

Структуры данных в картинках. ArrayList

Приветствую вас, хабралюди!

Взбрело мне в голову написать несколько статей, о том как реализованы некоторые структуры данных в Java. Надеюсь, статьи будут полезны визуалам (картинки наше всё), начинающим java-визуалам а также тем кто уже умеет писать new ArrayList(), но слабо представляет что же происходит внутри.

Сегодня поговорим о ArrayList-ах

ArrayList — реализует интерфейс List. Как известно, в Java массивы имеют фиксированную длину, и после того как массив создан, он не может расти или уменьшаться. ArrayList может менять свой размер во время исполнения программы, при этом не обязательно указывать размерность при создании объекта. Элементы ArrayList могут быть абсолютно любых типов в том числе и null.

Создание объекта

Только что созданный объект list, содержит свойства elementData и size.

Хранилище значений elementData есть ни что иное как массив определенного типа (указанного в generic), в нашем случае String[]. Если вызывается конструктор без параметров, то по умолчанию будет создан массив из 10-ти элементов типа Object (с приведением к типу, разумеется).

Вы можете использовать конструктор ArrayList(capacity) и указать свою начальную емкость списка.

Добавление элементов

Внутри метода add(value) происходят следующие вещи:

1) проверяется, достаточно ли места в массиве для вставки нового элемента;

2) добавляется элемент в конец (согласно значению size) массива.

Весь метод ensureCapacity(minCapacity) рассматривать не будем, остановимся только на паре интересных мест. Если места в массиве не достаточно, новая емкость рассчитывается по формуле (oldCapacity * 3) / 2 + 1. Второй момент это копирование элементов. Оно осуществляется с помощью native метода System.arraycopy(), который написан не на Java.

Ниже продемонстрирован цикл, поочередно добавляющий 15 элементов:

При добавлении 11-го элемента, проверка показывает что места в массиве нет. Соответственно создается новый массив и вызывается System.arraycopy().

После этого добавление элементов продолжается

Добавление в «середину» списка

Добавление элемента на позицию с определенным индексом происходит в три этапа:

1) проверяется, достаточно ли места в массиве для вставки нового элемента;

2) подготавливается место для нового элемента с помощью System.arraycopy();

3) перезаписывается значение у элемента с указанным индексом.

Как можно догадаться, в случаях, когда происходит вставка элемента по индексу и при этом в вашем массиве нет свободных мест, то вызов System.arraycopy() случится дважды: первый в ensureCapacity(), второй в самом методе add(index, value), что явно скажется на скорости всей операции добавления.

В случаях, когда в исходный список необходимо добавить другую коллекцию, да еще и в «середину», стоит использовать метод addAll(index, Collection). И хотя, данный метод скорее всего вызовет System.arraycopy() три раза, в итоге это будет гораздо быстрее поэлементного добавления.

Удаление элементов

Удалять элементы можно двумя способами:
— по индексу remove(index)
— по значению remove(value)

С удалением элемента по индексу всё достаточно просто

Сначала определяется какое количество элементов надо скопировать

затем копируем элементы используя System.arraycopy()

уменьшаем размер массива и забываем про последний элемент

При удалении по значению, в цикле просматриваются все элементы списка, до тех пор пока не будет найдено соответствие. Удален будет лишь первый найденный элемент.

Дополнение 1: Как верно заметил MikeMirzayanov, при удалении элементов текущая величина capacity не уменьшается, что может привести к своеобразным утечкам памяти. Поэтому не стоит пренебрегать методом trimToSize().

Итоги

— Быстрый доступ к элементам по индексу за время O(1);
— Доступ к элементам по значению за линейное время O(n);
— Медленный, когда вставляются и удаляются элементы из «середины» списка;
— Позволяет хранить любые значения в том числе и null;
— Не синхронизирован.

Ссылки

Пишите в комментариях пожелания/замечания и есть ли смысл продолжать.