java array 和list有啥區別（用大白話聊聊JavaSE-）

2023-05-05 12:04:00 1

對Java程序開發而言，ArrayList 的使用頻率是非常高的，尤其在進行 JavaWeb 開發的時候，ArrayList 和 HashMap 這兩個類，相信你一定不會陌生，因為天天都在用嘛。

本系列對 ArrayList 做一個解析，同時把Java基礎知識個串連進去。一開始我會對如何使用 ArrayList 做一個簡要的說明，然後，我們來仿照 ArrayList 封裝一個自己的集合框架MyList，通過練習，來一步一步猜想ArrayList 可能的實現方式。

最後，深入到ArrayList 的源碼進行解讀。

為什麼要學習源碼？

很簡單，一個知道源碼的人和一個不知道源碼的人，雖然都能使用 ArrayList ，但是，他們在使用的時候，心態是完全不一樣的。

只有當你深入了源碼，然後你才會對它的一些細節有更充分的認識。這是一本萬利的事情。

當然，對於初學者，還是儘量以使用為主，因為源碼的話，畢竟有一定的難度。如果一味地追求這些東西，可能會大大降低自己的學習興趣和熱情。

1、 ArrayList 概述

副本難度：一顆星

經驗值：500

首先來看一下文檔，

All Implemented Interfaces:

Serializable, Cloneable, Iterable, Collection, List, RandomAccess

從圖中可以看到，ArrayList 實現了Iterable接口，這個接口表示一種迭代的能力。

既然是ArrayList，那麼肯定和 List 有關，所以它果然繼承了List接口。

接口的知識點在這裡就用上了。

其他接口我們暫且不談，先繼續。

然後，我們看一下官方對ArrayList 做出的說明。

文檔中有這麼一句：

Resizable-array implementation of the List interface.

這句話是說，ArrayList 是對List接口的一個實現，實現方式是利用一個可改變尺寸的數組，也就是說，它的底層就是一個數組。而且是可改變尺寸的數組，說明這個數組是動態的。

哦，難怪它叫ArrayList ，Array就是數組的意思，那麼它肯定和數組有關。

**Implements all optional list operations, and permits all elements, including null. **

ArrayList 實現了list接口的所有方法，並且允許空元素。

前半句是肯定的，因為在Java中，如果一個類實現了一個接口，那麼就必須要重寫該接口裡所有的抽象方法。

我們知道，接口裡只有方法的聲明，沒有方法的實現。

我對接口的理解，總結以後就只有一句話：

Java類實現接口，就是給這個類本身添加了一個新的身份。

ArrayList是一個類，那麼它的身份就是ArrayList，你問他「你叫什麼名字呀？」，他肯定會毫不猶豫地告訴你，「我叫ArrayList！」。

白天，我們大家都以為它是ArrayList，結果到了夜晚。

ArrayList竟然搖身一變，成為了Iterable！

原來，ArrayList實現了Iterable，所以它也就擁有了Iterable的身份。

接口其實就是這個意思。網上對接口的解釋眾說紛紜，反正我總結下來就是這麼一句話，也不想搞那麼複雜了。

ArrayList不僅有Iterable的身份，還擁有其他好幾種身份，比如List，Collection等。

這個情況也叫作多態。

新建一個測試類。

public class TestArrayList1 { public static void main(String[] args) { }}

現在我新建一個ArrayList類的實例

ArrayList list = new ArrayList;

這肯定是沒問題的。

文檔上說，ArrayList 實現了Iterable接口，那麼也就是說，它的另一個身份是Iterable。

所以，我這樣寫是不是也沒有問題啊。

Iterable iterable = new ArrayList;

就好像白天是普通的上班族，一旦到了夜晚，就。。。

總之，

Iterable iterable = new ArrayList;

這句話的含義就是說，它原來是普通的ArrayList，一旦情況需要，就變身成為Iterable。

好了，既然變成了 Iterable ，那麼它是不是也就擁有了 Iterable 的能力？

我們來看一下 Iterable 有哪些方法？

去除繼承自Object類的方法不談，Iterable 只有一個方法，就是 iterator

它返回的是一個 Iterator ，這是一個迭代器。

通過這個迭代器，我們是不是就可以遍歷 ArrayList 中所有的數據了呀？

首先，我們需要一個迭代對象：

Iterable iterable = new ArrayList;Iterator it = iterable.iterator;

當然，這個例子中，ArrayList裡面沒有數據。

現在思考一個問題，是不是我非得把 ArrayList 對象改變成 Iterable 身份，才可以調用 iterator 方法呢？

當然不是了，ArrayList 有一個身份是 Iterable ，所以它具有 Iterable 的所有能力（方法），這沒問題。那麼難道 ArrayList 不變身，就沒有 Iterable 的能力了嗎？

答案自然是否定的。

一個小說家如果有一天轉行去寫代碼了，那麼你覺得他還會不會寫小說呢？

肯定會嘛，這沒有什麼好懷疑的。

所以，代碼這麼寫是不是也沒關係？

ArrayList list = new ArrayList;for (int i = 0; i < 100; i ) { list.add(i);}Iterator it = list.iterator;

循環輸出

while(it.hasNext){ System.out.println(it.next);}

總結一下，ArrayList 它只要實現 Iterable 接口，那麼它就必須要擁有 Iterable 規定的所有能力，也就是方法。而接口中，我們知道它裡面只有方法的聲明，沒有方法的實現，所以 ArrayList 需要實現這些方法，實現接口就是這麼個意思。

2、 ArrayList常用方法

副本難度：三顆星

經驗值：800

2.1、 屬性和方法的調用問題

在調用ArrayList的方法之前，我們需要先獲得一下ArrayList的實例對象，除了靜態方法，其他所有的方法，都只能由對象來調用。

ArrayList是一個類，我更願意把它稱為一個** 數據模板**。它只是一個模板而已，不是一個實實在在的對象，這一點首先要確定。

就好像工廠生產一個產品，首先是不是要有一個模板和設計圖紙，這個模板決定了你這個產品是一種怎樣的形狀，以及可能會具備哪些功能？圖紙則決定了功能的具體實現。

比如生成一部手機，模板開出來就是一個扁平的長方體的樣子，可是光有模板還不行，你還得規定它的一些具體細節。

這些細節就好比是Java類的構造方法，以及其他的一些方法實現。

但是，你光給客戶模板和圖紙行嗎？

一般來說是不行的。

至於靜態方法，我們知道，我們調用靜態方法的時候，不需要先生成一個實例，可以通過類名直接調用。

這就相當於，在弄模版的時候，這些功能就已經定製在裡面了。

你買手機的時候，裡面不是經常有一些內置的應用嗎？有些刪都刪不掉，這不就相當於靜態方法嗎？

（我只是舉一個例子啊，你不要非得較真說我可以ROOT一下啊）

如果模板裡面已經有了一些做好的功能，今後任何根據這個模具生成出來的產品也自帶了這些功能。

如果模板裡面已經做好了一些功能，那麼我的確可以使用這個模板，而不需要真正拿到一個產品。

比如生產一部手機，它的模板裡面已經做好了一個手電筒的功能，那麼，你即便不給我一個真正的產品，僅僅給我一個模板，我是不是也可以用它的手電筒功能呢？

這就是靜態方法。

所以我們常說，靜態方法和靜態屬性為所有實例共用，不就是這個道理嗎？

所以，正常情況下，我們調用一個類的非靜態方法，是不是必須要先new一個對象？

好的，我們現在來 根據 ArrayList 模板生產一個 ArrayList 產品。

這樣，我們才能調用它裡面所有的非私有方法。

怎麼生產呢，是不是new一下就可以啦？

ArrayList arrayList = new ArrayList;

2.2、 add方法

ArrayList是一個集合，既然是一個集合，那麼它肯定是可以往裡頭添東西的。

怎麼往裡面添，用add，用add方法往裡面加。

arrayList.add("HelloWorld"); //添加一個字符串arrayList.add(new Integer(100));//添加一個Integer類型的數字

add的參數就是一個object，這就是多態，多態就是多種形態，多種身份的意思。object可以有多種形態。它可以是String，也可以是Integer，還可以是用戶自定義的類型。

這裡是不是又多態了。。。

這就是多態的一個用法。

2.3、 get 方法

既然能夠往裡面添加東西，是不是肯定還要拿出來啊。

怎麼拿出來，用get方法拿出來，而且一次只能拿一個。不要多拿哦。

get 方法需要傳入一個 int 類型的數字，這個數字就是元素對應的下標。

我們剛才第一個放進去的是 "HelloWorld" ，一個字符串。那麼對應的下標就是0 。

第二個放進去的是new Integer(100)，這是一個Integer對象，是一個實實在在的東西了。那麼對應的下標就是1 。

現在，我取出第1個元素，應該是100。

試試看

Integer i = arrayList.get(1);

報錯了，因為 get 方法返回的是一個Object對象，而我們拿Integer 去接，就出問題了。

這是咋回事呢？

很簡單，比如張三是一個醫生，同時他還擁有一個人類的身份，可並不是所有的人類都是醫生啊？

注意我下面分析的用詞，能幫助你理解。

同理，Integer 是一個整數類型，同時它還擁有一個Object的身份，可並不是所有的 Object 都是Integer 啊？

同接口一樣，A繼承B，可以看成A同時擁有了B的身份。

如果A繼續保持A的身份，那麼它不僅擁有自己本身的能力，也擁有B的能力。只要A願意，他完全可以展現B的能力。

如果A變身成為了B，那麼它肯定不希望別人知道他是A。

就好比雖然他知道他可以變身成為奧特曼，但是一般情況下，他都不願意曝露自己的身份。

所以如果A變身成為了B，那麼A就只會使用B的能力，同時隱藏他本身的能力。

如果你是初學者，請仔細體會一下這其中的韻味。慢慢地，你就會對多態有一個更深入的理解。一段時間後，你再重新去看以前寫的代碼，會有不一樣的感覺。

再舉一個例子，幫助你理解。

我 new 一個 ArrayList ：（在eclipse中）

ArrayList arrayList = new ArrayList;

換行，寫上arrayList 。

我直接在arrayList 右邊加一個點，然後會有提示：

這些都是它可以調用的方法和屬性，哇，這麼多。

如果我這樣寫呢？

Object arrayList = new ArrayList;

我也在arrayList 右邊加一個點

不好意思，你現在只能調用 Object 類的屬性和方法了。

嗯，再體會一下。

初學者在面向對象方面的理解總是會走彎路，如果你能把這些東西理清，對今後的學習會有巨大的好處。

繼續。

我們這裡就強轉一下吧，因為我們知道 index 為1的元素是一個Integer類型的。

Integer i = (Integer) arrayList.get(1);System.out.println(i);

結果

好的，是正確的。

2.4、 remove 方法

remove 方法可以刪除集合中的元素，ArrayList給我們提供了很多刪除元素的方法。

我們這裡先看一下第一個方法。

這是通過數組下標來刪除某一個特定的元素，我們剛才給ArrayList添加了兩個元素，下標分別為 0,1 ，那麼，如果我刪除第0個元素，會怎麼樣呢？

首先，ArrayList的列表長度會不會改變？

我們可以通過size方法來獲取ArrayList當前的列表長度。

測試：

arrayList.remove(0);System.out.println(arrayList.size);

列印出來是1，看來的確是影響長度了。

2.5、 toArray 方法

這個方法可以將ArrayList轉換成一個Object數組。

例：

Object[] objs = arrayList.toArray;for (int i = 0; i < objs.length; i ) { System.out.println(objs[i].toString);}

需要注意的是，哪怕你給ArrayList全部添加Integer類型的元素，也不能採用這樣的代碼：

Integer[] objs = (Integer[]) arrayList.toArray;

這是錯誤的，雖然編譯的時候不會報錯，但是運行無法通過。

因為ArrayList的add方法可以添加任意類型的參數，Java運行機制無法獲知ArrayList中的元素是否可以都強制轉換為你指定的類型。所以這種寫法是不被允許的。