1. 介紹

在 Java 中， ArrayList 是集合框架的一部分，是可調(diào)整數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)。這一位意味著 arraylist 內(nèi)部維護(hù)了一個(gè)需要?jiǎng)討B(tài)增長(zhǎng)或者收縮的數(shù)組。

1.1 Java Arrays

array是一個(gè)固定大小的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在連續(xù)的內(nèi)存空間中存放相同類型的數(shù)據(jù)。 array 中的每個(gè)元素通過(guò)索引或者位置識(shí)別，首個(gè)元素從 0 開(kāi)始。

Java 語(yǔ)言中的 arrays 跟其他語(yǔ)言中的數(shù)組類似。通常，它們有下面的特性：

• Arrays 通常存儲(chǔ)同種數(shù)據(jù)類型的元素。數(shù)據(jù)的類型在初始化的時(shí)候就已經(jīng)定義好。
• 一個(gè)整數(shù)類型數(shù)組只能存放整數(shù)。 Java 的編譯器不允許在整數(shù)類型的數(shù)組中存放字符串?dāng)?shù)據(jù)。
• 數(shù)組中的每個(gè)元素只能通過(guò)索引獲取。沒(méi)有其他獲取數(shù)組元素的方法。
• 數(shù)組的大小通常是固定的并且不能更改。要存放比數(shù)組大小更多的元素，我們必須創(chuàng)建新的數(shù)組，然后將舊數(shù)組數(shù)據(jù)拷貝到新數(shù)組。當(dāng)我們嘗試添加超過(guò)數(shù)組大小的元素，將會(huì)拋出 ** ArrayIndexOutOfBoundsException** 錯(cuò)誤。

比如，以下數(shù)組是其在內(nèi)部存儲(chǔ)器的表現(xiàn)：

int [] a = new int[5];
a[0] = 1;
a[1] = 2;
a[2] = 4;
a[3] = 8;
a[4] = 16;

Arrays 有一個(gè)固定的長(zhǎng)度，這就是說(shuō)一旦數(shù)組被創(chuàng)建，數(shù)組大小不可以被改變。數(shù)組中元素的獲取通過(guò)響應(yīng)的索引獲取。

for(int i = 0; i < a.length; i++) {
  System.out.println(a[i]);
}

1.2 Java ArrayList

ArrayList 類是 Java 集合框架的一部分，用來(lái)實(shí)現(xiàn) List 接口。不像 arrays ， ArrayLists 伴隨著元素的添加或者移除來(lái)增長(zhǎng)或者縮小。

可以在 arraylist 中存放多種類型的元素，但是通常不推薦，因?yàn)樵谶\(yùn)行時(shí)獲取數(shù)組元素時(shí)可能會(huì)引發(fā) ClassCastException 異常。為了確保類型安全，泛型 generics 被用來(lái)聲明存儲(chǔ)在 arraylist 中的元素類型。

List<Integer> arraylist = new ArrayList<>();
arraylist.add(1); // allowed
// arraylist.add("one"); // NOT allowed

除了可以使用 for 循環(huán)來(lái)順序獲取之外， arraylist 也允許使用迭代器來(lái)獲取，比如 ListIterator。當(dāng)我們使用迭代器并使用迭代器修改集合時(shí)，不會(huì)拋出 ConcurrentModificationException 異常。

List<Integer> arraylist = new ArrayList<>();
arraylist.add(1);
arraylist.add(2);
arraylist.add(3);
// 1 - using foreach loop
arraylist.forEach(System.out::println)
// 2 - using iterator
ListIterator<Integer> listIterator = arraylist.listIterator();
while(listIterator.hasNext()) {
  System.out.println(listiterator.next());
}

2. Java 中 Array 和 ArrayList 的不同

下面的表格是 arrays 和 arraylists 的比較總結(jié)。比較這兩個(gè)數(shù)據(jù)機(jī)構(gòu)，基于它們的性能，使用和場(chǎng)景。

3. Array 轉(zhuǎn)換為 ArrayList

將 Array 轉(zhuǎn)換為 ArrayList 最直接的方法是使用 Arrays.asList() 方法，該方法創(chuàng)建了數(shù)組的列表視圖，然后我們使用 ArrayList 構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)新的 ArrayList 。這有效地將數(shù)組轉(zhuǎn)換為 ArrayList 。

String[] array = {"apple", "banana", "cherry"};
ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<>(Arrays.asList(array));

另外，我們也可以使用 Java 8 streams 來(lái)迭代數(shù)組元素，并將它們收集在一個(gè)新的 ArrayList 中。它給我們提供了在將元素收集到列表前對(duì)數(shù)組的每個(gè)元素執(zhí)行額外操作的機(jī)會(huì)。

ArrayList<String> arrayList = Arrays.stream(array)
    // additional actions
    .collect(Collectors.toCollection(ArrayList::new));

4. ArrayList 轉(zhuǎn)換為 Array

最簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)換一個(gè) arraylist 為 array 方案是使用 ArrayList.toArray() 方法，該方法返回一個(gè)包含列表中所有元素的數(shù)組，并且元素順序正確。 toArray() 返回 Object[] 類型的數(shù)組，所以你需要提供你想要的數(shù)組類型作為參數(shù)。

新數(shù)組的大小是由 ArrayList 大小決定的。

ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<>();
arrayList.add("apple");
arrayList.add("banana");
arrayList.add("cherry");
String[] array = arrayList.toArray(new String[arrayList.size()]);

5. 最佳實(shí)踐和推薦

ArrayLists 和 arrays 都有相同的目的和各自的優(yōu)點(diǎn)。以下建議是有助于我們縮小范圍并選擇適合我們應(yīng)用程序的正確數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

5.1 頻繁更改大小操作

因?yàn)樘厥獾男枨?，如果?shù)組需要頻繁更改大小，建議使用 ArrayList 。 調(diào)整大小操作的內(nèi)部處理消除了應(yīng)用程序代碼的復(fù)雜度，并提供了和手動(dòng)修改相似的性能增益。

5.2 性能提升的可量化

如果性能提升不是很重要，那么還是推薦使用 arraylists 。 ArrayLists 避免了復(fù)雜性，并且讓代碼可讀性更高，且性能在處理小的集合跟 array 相似。

衡量性能增益的最佳方式是使用諸如 JMH 之類的工具進(jìn)行測(cè)量。

5.3 原始類型 VS 包裝對(duì)象

Array 可以直接處理原始類型，而 arraylists 則與對(duì)象（即包裝類）一起使用。 如果在應(yīng)用程序中處理它們時(shí)需要不斷進(jìn)行兩種類型的轉(zhuǎn)換，最好使用 arrays ，因?yàn)樗鼈儠?huì)消除不必要的類型轉(zhuǎn)換來(lái)簡(jiǎn)化代碼，并因此帶來(lái)輕微的性能提升。

int[] array = new int[10];
//Creating arraylist for 'int' type is not possible. We must create arraylist of type 'Integer'
ArrayList<Integer> arraylist = new ArrayList<>();

5.4 與其他集合類型互操

ArrayList 是 Java 集合框架的一部分，所以和其他類型（比如： Map ， Set ）的操作是無(wú)縫的。使用 arrays 將會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)換成其他類型不必要的額外步驟。

使用 arraylist 將減少這類的轉(zhuǎn)換，因此代碼可讀性更高且更簡(jiǎn)潔。

6. 總結(jié)

總之，Java 開(kāi)發(fā)的最佳實(shí)踐通常推薦使用 ArrayLists 和其他內(nèi)置的集合類，因?yàn)樗鼈兏`活，并且相比中等大小的集合性能相似。

然而，arrays 也有實(shí)用的場(chǎng)景，特別是在意性能和內(nèi)存效率的情況。

以上就是詳解Java中Array和ArrayList的比較和轉(zhuǎn)換的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Java Array和ArrayList的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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