ArrayListとは何ですか？

コンピュータープログラミングのArrayListは、コンピューター配列のように動作するデータ構造ですが、必要に応じて配列のサイズを動的に拡大する機能も実装します。 プログラムの実行中にサイズ変更できない組み込み配列データ型とは異なり、ArrayList構造体は、要素の追加または削除に応じて配列のサイズを拡大および縮小できます。 これは非常に良好なパフォーマンスプロファイルを持ち、データコレクションへの高速ランダムアクセスを可能にします。 ただし、他のデータ構造よりも遅い2つのインスタンスがあります。つまり、配列の中央からの要素の追加と削除です。 ほとんどのオブジェクト指向プログラミング言語には、このようなリストの実装がありますが、動的配列と呼ばれることもあります。

ArrayListを使用すると、プログラムは、リンクリストで必要なアドレスを見つけるためにデータのシーケンス全体をウォークスルーする代わりに、インデックス番号を持つデータオブジェクトに即座にアクセスできます。 必要に応じてアレイのサイズを拡大できるため、柔軟性と速度の両方を考慮した非常にバランスの取れたアプローチです。 さらに、そのようなリストから要素が削除されると、配列のサイズが小さくなり、メモリスペースが解放されます。

他のデータ構造よりもArrayListを使用する利点の1つは、保存されているデータを含めるためにラッパーオブジェクトが必要ないことです。 リンクリストまたはハッシュテーブルの場合、通常、コレクションの保持と操作に使用される手法を維持するために、個別のオブジェクトが必要です。 ArrayListでは、データオブジェクトについて必要な情報はメモリ内のオブジェクトのアドレスのみです。 これは、このタイプのリストを操作するときにオーバーヘッドのメモリ使用量が少なくなることを意味します。

ArrayListの使用に関する潜在的な問題は、実装およびメモリ管理システムに起因する可能性があります。 ほとんどの配列は、連続したメモリ位置として割り当てられます。 そのため、特定のサイズのArrayListを使用するには、少なくとも連続したブロックのシーケンスで少なくともその量のメモリが使用可能でなければなりません。 動的配列はそれ自体を数回サイズ変更する可能性があるため、メモリの断片化が発生し、メモリ割り当ての失敗につながり、プログラムの実行が停止する可能性があります。

ArrayListのパフォーマンスは標準の配列を使用した場合と似ていますが、配列がオブジェクトにカプセル化されているため、アクセス時間が若干遅くなります。 実装に応じて、動的配列の速度が劇的に低下する可能性がある1つの例は、配列のサイズを変更する必要がある場合です。 これには、現在のアレイを、新しい望ましいサイズに割り当てられた新しいアレイにコピーして、パフォーマンスを一時的に低下させることが含まれます。 リストの中央から要素を追加または削除するときに同じ問題が発生する可能性があり、後続のすべての要素を新しい場所に移動する必要があります。