探求C#.Net中ArrayList與Array的區(qū)別
ArrayList與Array的區(qū)別概述
ArrayList 是數(shù)組的復(fù)雜版本。ArrayList 類提供在大多數(shù) Collections 類中提供但不在 Array 類中提供的一些功能。例如：
Array 的容量是固定的，而 ArrayList 的容量是根據(jù)需要自動(dòng)擴(kuò)展的。如果更改了 ArrayList.Capacity 屬性的值，則自動(dòng)進(jìn)行內(nèi)存重新分配和元素復(fù)制。
ArrayList 提供添加、插入或移除某一范圍元素的方法。在 Array 中，您只能一次獲取或設(shè)置一個(gè)元素的值。
使用 Synchronized 方法可以很容易地創(chuàng)建 ArrayList 的同步版本。而 Array 將一直保持它直到用戶實(shí)現(xiàn)同步為止。
ArrayList與Array的區(qū)別詳解：ArrayList全解析
1、什么是ArrayList
ArrayList就是傳說中的動(dòng)態(tài)數(shù)組，用MSDN中的說法，就是Array的復(fù)雜版本，它提供了如下一些好處：
動(dòng)態(tài)的增加和減少元素
實(shí)現(xiàn)了ICollection和IList接口
靈活的設(shè)置數(shù)組的大小
2、如何使用ArrayList
最簡單的例子：
- ArrayList List = new ArrayList();
- for( int i=0;i< 10;i++ ) //給數(shù)組增加10個(gè)Int元紊List.Add(i);Š//..程序做一些處理
- List.RemoveAt(5);//將第6個(gè)元素移除
- for( int i=0;i< 3;i++ ) //再增加3個(gè)元紊 List.Add(i+20);
- Int32[] values = (Int32[])List.ToArray(typeof(Int32));//返回ArrayList包含的數(shù)組
這是一個(gè)簡單的例子，雖然沒有包含ArrayList所有的方法，但是可以反映出ArrayList最常用的用法
3、ArrayList重要的方法和屬性
（1）構(gòu)造器
ArrayList提供了三個(gè)構(gòu)造器：
public ArrayList();
默認(rèn)的構(gòu)造器，將會(huì)以默認(rèn)（16）的大小來初始化內(nèi)部的數(shù)組
public ArrayList(ICollection);
用一個(gè)ICollection對(duì)象來構(gòu)造，并將該集合的元素添加到ArrayList
public ArrayList(int);
用指定的大小來初始化內(nèi)部的數(shù)組
（2）IsSynchronized屬性和ArrayList.Synchronized方法
IsSynchronized屬性指示當(dāng)前的ArrayList實(shí)例是否支持線程同步，而ArrayList.Synchronized靜態(tài)方法則會(huì)返回一個(gè)ArrayList的線程同步的封裝。
如果使用非線程同步的實(shí)例，那么在多線程訪問的時(shí)候，需要自己手動(dòng)調(diào)用lock來保持線程同步，例如：
- ArrayList list = new ArrayList();
- //...
- lock( list.SyncRoot ) //當(dāng)ArrayList為非線程包裝的時(shí)候，SyncRoot屬性其實(shí)就是它自己，但是為了滿足ICollection的SyncRoot定義，這里還是使用SyncRoot來保持源代碼的規(guī)范性
- {
- list.Add( “Add a Item” );
- }
如果使用ArrayList.Synchronized方法返回的實(shí)例，那么就不用考慮線程同步的問題，這個(gè)實(shí)例本身就是線程安全的，實(shí)際上ArrayList內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了一個(gè)保證線程同步的內(nèi)部類，ArrayList.Synchronized返回的就是這個(gè)類的實(shí)例，它里面的每個(gè)屬性都是用了lock關(guān)鍵字來保證線程同步。
但是，使用這個(gè)方法（ArrayList.Synchronized）并不能保證枚舉的同步，例如，一個(gè)線程正在刪除或添加集合項(xiàng)，而另一個(gè)線程同時(shí)進(jìn)行枚舉，這時(shí)枚舉將會(huì)拋出異常。所以，在枚舉的時(shí)候，你必須明確使用 SyncRoot 鎖定這個(gè)集合。
Hashtable與ArrayList關(guān)于線程安全性的使用方法類似。
（3）Count屬性和Capacity屬性
Count屬性是目前ArrayList包含的元素的數(shù)量，這個(gè)屬性是只讀的。
Capacity屬性是目前ArrayList能夠包含的最大數(shù)量，可以手動(dòng)的設(shè)置這個(gè)屬性，但是當(dāng)設(shè)置為小于Count值的時(shí)候會(huì)引發(fā)一個(gè)異常。
（4）Add、AddRange、Remove、RemoveAt、RemoveRange、Insert、InsertRange
這幾個(gè)方法比較類似
Add方法用于添加一個(gè)元素到當(dāng)前列表的末尾
AddRange方法用于添加一批元素到當(dāng)前列表的末尾
Remove方法用于刪除一個(gè)元素，通過元素本身的引用來刪除
RemoveAt方法用于刪除一個(gè)元素，通過索引值來刪除
RemoveRange用于刪除一批元素，通過指定開始的索引和刪除的數(shù)量來刪除
Insert用于添加一個(gè)元素到指定位置，列表后面的元素依次往后移動(dòng)
InsertRange用于從指定位置開始添加一批元素，列表后面的元素依次往后移動(dòng)
另外，還有幾個(gè)類似的方法：
Clear方法用于清除現(xiàn)有所有的元紊Contains方法用來查找某個(gè)對(duì)象在不在列表之中
其他的我就不一一累贅了，大家可以查看MSDN，上面講的更仔細(xì)
（5）TrimSize方法
這個(gè)方法用于將ArrayList固定到實(shí)際元素的大小，當(dāng)動(dòng)態(tài)數(shù)組元素確定不在添加的時(shí)候，可以調(diào)用這個(gè)方法來釋放空余的內(nèi)存。
（6）ToArray方法
這個(gè)方法把ArrayList的元素Copy到一個(gè)新的數(shù)組中。
4、ArrayList與數(shù)組轉(zhuǎn)換
例1：
- ArrayList List = new ArrayList();
- List.Add(1);
- List.Add(2);
- List.Add(3);
- Int32[] values = (Int32[])List.ToArray(typeof(Int32));
例2：
- ArrayList List = new ArrayList();
- List.Add(1);
- List.Add(2);
- List.Add(3);
- Int32[] values = new Int32[List.Count];
- List.CopyTo(values);
上面介紹了兩種從ArrayList轉(zhuǎn)換到數(shù)組的方法
例3：
- ArrayList List = new ArrayList();
- List.Add( “string” );
- List.Add( 1 );
- //往數(shù)組中添加不同類型的元素
- object[] values = List.ToArray(typeof(object)); //正確
- string[] values = (string[])List.ToArray(typeof(string)); //錯(cuò)誤
和數(shù)組不一樣，因?yàn)榭梢赞D(zhuǎn)換為Object數(shù)組，所以往ArrayList里面添加不同類型的元素是不會(huì)出錯(cuò)的，但是當(dāng)調(diào)用ArrayList方法的時(shí)候，要么傳遞所有元素都可以正確轉(zhuǎn)型的類型或者Object類型，否則將會(huì)拋出無法轉(zhuǎn)型的異常。
5、ArrayList最佳使用建議
這一節(jié)我們來討論ArrayList與數(shù)組的差別，以及ArrayList的效率問題
（1）ArrayList是Array的復(fù)雜版本
ArrayList內(nèi)部封裝了一個(gè)Object類型的數(shù)組，從一般的意義來說，它和數(shù)組沒有本質(zhì)的差別，甚至于ArrayList的許多方法，如Index、IndexOf、Contains、Sort等都是在內(nèi)部數(shù)組的基礎(chǔ)上直接調(diào)用Array的對(duì)應(yīng)方法。
（2）內(nèi)部的Object類型的影響
對(duì)于一般的引用類型來說，這部分的影響不是很大，但是對(duì)于值類型來說，往ArrayList里面添加和修改元素，都會(huì)引起裝箱和拆箱的操作，頻繁的操作可能會(huì)影響一部分效率。
但是恰恰對(duì)于大多數(shù)人，多數(shù)的應(yīng)用都是使用值類型的數(shù)組。
消除這個(gè)影響是沒有辦法的，除非你不用它，否則就要承擔(dān)一部分的效率損失，不過這部分的損失不會(huì)很大。
（3）數(shù)組擴(kuò)容
這是對(duì)ArrayList效率影響比較大的一個(gè)因素。
每當(dāng)執(zhí)行Add、AddRange、Insert、InsertRange等添加元素的方法，都會(huì)檢查內(nèi)部數(shù)組的容量是否不夠了，如果是，它就會(huì)以當(dāng)前容量的兩倍來重新構(gòu)建一個(gè)數(shù)組，將舊元素Copy到新數(shù)組中，然后丟棄舊數(shù)組，在這個(gè)臨界點(diǎn)的擴(kuò)容操作，應(yīng)該來說是比較影響效率的。
例1：比如，一個(gè)可能有200個(gè)元素的數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)添加到一個(gè)以默認(rèn)16個(gè)元素大小創(chuàng)建的ArrayList中，將會(huì)經(jīng)過：
16*2*2*2*2 = 256
四次的擴(kuò)容才會(huì)滿足最終的要求，那么如果一開始就以：
ArrayList List = new ArrayList( 210 );
的方式創(chuàng)建ArrayList，不僅會(huì)減少4次數(shù)組創(chuàng)建和Copy的操作，還會(huì)減少內(nèi)存使用。
例2：預(yù)計(jì)有30個(gè)元素而創(chuàng)建了一個(gè)ArrayList：
ArrayList List = new ArrayList(30);
在執(zhí)行過程中，加入了31個(gè)元素，那么數(shù)組會(huì)擴(kuò)充到60個(gè)元素的大小，而這時(shí)候不會(huì)有新的元素再增加進(jìn)來，而且有沒有調(diào)用TrimSize方法，那么就有1次擴(kuò)容的操作，并且浪費(fèi)了29個(gè)元素大小的空間。如果這時(shí)候，用：
ArrayList List = new ArrayList(40);
那么一切都解決了。
所以說，正確的預(yù)估可能的元素，并且在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候調(diào)用TrimSize方法是提高ArrayList使用效率的重要途徑。
（4）頻繁的調(diào)用IndexOf、Contains等方法（Sort、BinarySearch等方法經(jīng)過優(yōu)化，不在此列）引起的效率損失
首先，我們要明確一點(diǎn)，ArrayList是動(dòng)態(tài)數(shù)組，它不包括通過Key或者Value快速訪問的算法，所以實(shí)際上調(diào)用IndexOf、Contains等方法是執(zhí)行的簡單的循環(huán)來查找元素，所以頻繁的調(diào)用此類方法并不比你自己寫循環(huán)并且稍作優(yōu)化來的快，如果有這方面的要求，建議使用Hashtable或SortedList等鍵值對(duì)的集合。
- ArrayList al=new ArrayList();
- al.Add("How");
- al.Add("are");
- al.Add("you!");
- al.Add(100);
- al.Add(200);
- al.Add(300);
- al.Add(1.2);
- al.Add(22.8);
- .........
- //第一種遍歷 ArrayList 對(duì)象的方法
- foreach(object o in al)
- {
- Console.Write(o.ToString()+" ");
- }
- //第二種遍歷 ArrayList 對(duì)象的方法
- IEnumerator ie=al.GetEnumerator();
- while(ie.MoveNext())
- {
- Console.Write(ie.Curret.ToString()+" ");
- }
- //第三種遍歷 ArrayList 對(duì)象的方法
我忘記了,好象是 利用 ArrayList對(duì)象的一個(gè)屬性,它返回一此對(duì)象中的元素個(gè)數(shù).
然后在利用索引
- for(int i=0;i< Count;i++)
- {
- Console.Write(al[i].ToString()+" ");
- }
ArrayList 提供將只讀和固定大小包裝返回到集合的方法。而 Array 不提供。
另一方面，Array 提供ArrayList 所不具有的某些靈活性。例如：
可以設(shè)置 Array 的下限，但 ArrayList 的下限始終為零。
Array 可以具有多個(gè)維度，而 ArrayList 始終只是一維的。
特定類型（不包括 Object）的 Array 的性能比 ArrayList 好，這是因?yàn)?ArrayList 的元素屬于 Object 類型，所以在存儲(chǔ)或檢索值類型時(shí)通常發(fā)生裝箱和取消裝箱。
要求一個(gè)數(shù)組的大多數(shù)情況也可以代之以使用 ArrayList。它更易于使用，并且通常具有與 Object 類型的數(shù)組類似的性能。
Array 位于 System 命名空間中；ArrayList 位于 System.Collections 命名空間中。
以上就總結(jié)了ArrayList與Array的區(qū)別。
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