Java ArrayListガイド

Java ArrayListのガイド

1. 概要

この記事では、JavaコレクションフレームワークのArrayListクラスを見ていきます。そのプロパティ、一般的な使用例、およびその長所と短所について説明します。

ArrayListはJavaコアライブラリ内にあるため、追加のライブラリは必要ありません。それを使用するには、次のimportステートメントを追加するだけです。

import java.util.ArrayList;

Listは、ある値が複数回発生する可能性がある、順序付けられた値のシーケンスを表します。

ArrayListは、配列の上に構築されたList実装の1つであり、要素を追加/削除すると動的に拡大および縮小できます。要素は、ゼロから始まるインデックスによって簡単にアクセスできます。この実装には次のプロパティがあります。

ランダムアクセスにはO(1)秒の時間がかかります
要素の追加には、償却された一定の時間がかかりますO(1)
Inserting/Deleting takes O(n) time
検索には、ソートされていない配列の場合はO(n)の時間がかかり、ソートされた配列の場合はO(log n)の時間がかかります。

**2. ArrayListを作成します**

ArrayListにはいくつかのコンストラクターがあり、このセクションではそれらすべてを紹介します。

まず、ArrayListはジェネリッククラスであるため、任意の型でパラメーター化でき、コンパイラーは、たとえば、コレクション内にInteger値を配置できないようにします。 Stringsの。また、コレクションから要素を取得するときに要素をキャストする必要はありません。

次に、ジェネリックインターフェイスListを変数タイプとして使用することをお勧めします。これは、ジェネリックインターフェイスを特定の実装から切り離すためです。

2.1. デフォルトの引数なしコンストラクタ

List list = new ArrayList<>();
assertTrue(list.isEmpty());

空のArrayListインスタンスを作成しているだけです。

2.2. 初期容量を受け入れるコンストラクター

List list = new ArrayList<>(20);

ここで、基礎となる配列の初期長を指定します。これにより、新しいアイテムを追加する際の不要なサイズ変更を回避できます。

**2.3. Collectionを受け入れるコンストラクター**

Collection number
  = IntStream.range(0, 10).boxed().collect(toSet());

List list = new ArrayList<>(numbers);
assertEquals(10, list.size());
assertTrue(numbers.containsAll(list));

Collectionインスタンスの要素が、基になる配列への入力に使用されていることに注意してください。

**3. ArrayListに要素を追加します**

要素は、末尾または特定の位置に挿入できます。

List list = new ArrayList<>();

list.add(1L);
list.add(2L);
list.add(1, 3L);

assertThat(Arrays.asList(1L, 3L, 2L), equalTo(list));

コレクションまたは複数の要素を一度に挿入することもできます。

List list = new ArrayList<>(Arrays.asList(1L, 2L, 3L));
LongStream.range(4, 10).boxed()
  .collect(collectingAndThen(toCollection(ArrayList::new), ys -> list.addAll(0, ys)));
assertThat(Arrays.asList(4L, 5L, 6L, 7L, 8L, 9L, 1L, 2L, 3L), equalTo(list));

**4. ArrayListを反復処理します**

使用可能なイテレータには、IteratorとListIteratorの2種類があります。

前者はリストを一方向に走査する機会を与えますが、後者はリストを両方向に走査することを可能にします。

ここでは、ListIteratorのみを表示します。

List list = new ArrayList<>(
  IntStream.range(0, 10).boxed().collect(toCollection(ArrayList::new))
);
ListIterator it = list.listIterator(list.size());
List result = new ArrayList<>(list.size());
while (it.hasPrevious()) {
    result.add(it.previous());
}

Collections.reverse(list);
assertThat(result, equalTo(list));

イテレータを使用して要素を検索、追加、または削除することもできます。

**5. ArrayListを検索する**

コレクションを使用して検索がどのように機能するかを示します。

List list = LongStream.range(0, 16)
  .boxed()
  .map(Long::toHexString)
  .collect(toCollection(ArrayList::new));
List stringsToSearch = new ArrayList<>(list);
stringsToSearch.addAll(list);

5.1. ソートされていないリストの検索

要素を見つけるには、indexOf()またはlastIndexOf()メソッドを使用できます。どちらもオブジェクトを受け入れ、intの値を返します。

assertEquals(10, stringsToSearch.indexOf("a"));
assertEquals(26, stringsToSearch.lastIndexOf("a"));

述語を満たすすべての要素を検索する場合は、次のようにPredicateを使用してJava 8Stream API（詳細はhere）を使用してコレクションをフィルタリングできます。

Set matchingStrings = new HashSet<>(Arrays.asList("a", "c", "9"));

List result = stringsToSearch
  .stream()
  .filter(matchingStrings::contains)
  .collect(toCollection(ArrayList::new));

assertEquals(6, result.size());

forループまたはイテレータを使用することもできます。

Iterator it = stringsToSearch.iterator();
Set matchingStrings = new HashSet<>(Arrays.asList("a", "c", "9"));

List result = new ArrayList<>();
while (it.hasNext()) {
    String s = it.next();
    if (matchingStrings.contains(s)) {
        result.add(s);
    }
}

5.2. ソートされたリストの検索

ソートされた配列がある場合、線形検索よりも高速に動作するバイナリ検索アルゴリズムを使用できます。

List copy = new ArrayList<>(stringsToSearch);
Collections.sort(copy);
int index = Collections.binarySearch(copy, "f");
assertThat(index, not(equalTo(-1)));

要素が見つからない場合、-1が返されることに注意してください。

**6. ArrayListから要素を削除します**

要素を削除するには、そのインデックスを見つけてから、remove()メソッドを使用して削除を実行する必要があります。このメソッドのオーバーロードされたバージョンは、オブジェクトを受け入れ、それを検索し、等しい要素の最初の出現の削除を実行します。

List list = new ArrayList<>(
  IntStream.range(0, 10).boxed().collect(toCollection(ArrayList::new))
);
Collections.reverse(list);

list.remove(0);
assertThat(list.get(0), equalTo(8));

list.remove(Integer.valueOf(0));
assertFalse(list.contains(0));

ただし、Integerなどのボックス型を使用する場合は注意が必要です。特定の要素を削除するには、最初にint値をボックス化する必要があります。そうしないと、要素はそのインデックスによって削除されます。

前述のStream APIを使用して複数のアイテムを削除することもできますが、ここでは示しません。この目的のために、反復子を使用します。

Set matchingStrings
 = HashSet<>(Arrays.asList("a", "b", "c", "d", "e", "f"));

Iterator it = stringsToSearch.iterator();
while (it.hasNext()) {
    if (matchingStrings.contains(it.next())) {
        it.remove();
    }
}

7. 概要

この簡単な記事では、JavaのArrayListを確認しました。

ArrayListインスタンスを作成する方法、さまざまなアプローチを使用して要素を追加、検索、または削除する方法を示しました。

いつものように、すべてのコードサンプルover on GitHubを見つけることができます。

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