ArrayList trong Java: tạo, thêm, xóa, duyệt và sắp xếp

Danh sách tự thay đổi kích thước

Mảng (array) thường trong Java có độ dài cố định: chọn mười ô thì bạn có mười ô mãi mãi. ArrayList là lựa chọn co giãn được trong java.util: nó lớn lên khi bạn thêm và thu nhỏ khi bạn xóa, và có sẵn những phương thức tiện lợi cho những việc bạn thực sự làm với một danh sách.

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> names = new ArrayList<>();
        names.add("Ada");
        names.add("Boris");
        names.add("Chen");

        System.out.println(names);
        System.out.println("Count: " + names.size());
    }
}

Để ý kiểu trong dấu ngoặc nhọn, List<String>, cho trình biên dịch biết danh sách này chứa giá trị String. Dấu <> (gọi là "diamond") ở bên phải giúp Java tự suy ra cùng kiểu đó mà không cần viết lại. Và để ý rằng bạn phải import java.util.ArrayList; nó không có sẵn mặc định.

Khai báo là List, khởi tạo là ArrayList

Bạn gần như luôn thấy biến được khai báo theo interface List thay vì lớp cụ thể ArrayList:

List<String> names = new ArrayList<>();

Đây là thói quen tốt, không phải quy tắc bắt buộc. Viết code theo interface List nghĩa là phần còn lại của code không quan tâm bạn dùng cách cài đặt danh sách nào, nên sau này bạn có thể đổi sang loại khác mà không phải sửa gì. Với việc dùng hằng ngày, hai cách hoạt động như nhau.

Thêm, lấy và gán phần tử

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> fruits = new ArrayList<>();
        fruits.add("apple");      // append to the end
        fruits.add("banana");
        fruits.add(1, "cherry");  // insert at index 1

        System.out.println(fruits.get(0));   // read by index
        fruits.set(0, "apricot");            // overwrite index 0

        System.out.println(fruits);
    }
}

• add(value) thêm vào cuối danh sách.
• add(index, value) chèn vào một vị trí, đẩy các phần tử phía sau lùi lại.
• get(index) đọc phần tử tại một vị trí (đánh số từ 0).
• set(index, value) ghi đè một phần tử đã có.

Chỉ số bắt đầu từ 0, và gọi get với chỉ số nằm ngoài phạm vi sẽ ném ra IndexOutOfBoundsException.

Xóa phần tử

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> fruits = new ArrayList<>();
        fruits.add("apple");
        fruits.add("banana");
        fruits.add("cherry");

        fruits.remove("banana");  // remove by value (first match)
        fruits.remove(0);         // remove by index

        System.out.println(fruits);
    }
}

Có một cái bẫy kinh điển khi danh sách chứa Integer. remove(int) là "xóa theo chỉ số" còn remove(Object) là "xóa theo giá trị", nên:

List<Integer> nums = new ArrayList<>(List.of(10, 20, 30));
nums.remove(1);                      // removes index 1 -> the value 20
nums.remove(Integer.valueOf(20));    // removes the value 20

Bọc giá trị trong Integer.valueOf(...) khi bạn muốn "xóa giá trị này", chứ không phải "xóa chỉ số này".

size, contains và tìm chỉ số

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> fruits = new ArrayList<>(List.of("apple", "banana", "cherry"));

        System.out.println(fruits.size());            // 3
        System.out.println(fruits.isEmpty());         // false
        System.out.println(fruits.contains("banana")); // true
        System.out.println(fruits.indexOf("cherry"));  // 2
    }
}

List.of(...) tạo nhanh một danh sách bất biến; truyền nó vào hàm khởi tạo của ArrayList sẽ cho bạn một bản sao có thể thay đổi, chứa sẵn các giá trị đó.

Duyệt ArrayList

Cách duyệt gọn nhất là vòng lặp for nâng cao (vòng lặp for-each):

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> fruits = new ArrayList<>(List.of("apple", "banana", "cherry"));

        for (String fruit : fruits) {
            System.out.println(fruit.toUpperCase());
        }
    }
}

Khi cần cả chỉ số, hãy dùng vòng lặp đếm với size() và get(i):

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> fruits = new ArrayList<>(List.of("apple", "banana", "cherry"));

        for (int i = 0; i < fruits.size(); i++) {
            System.out.println(i + ": " + fruits.get(i));
        }
    }
}

Một quy tắc: đừng thêm hay xóa phần tử khỏi danh sách trong khi vòng lặp for-each đang duyệt nó, vì việc đó ném ra ConcurrentModificationException. Để xóa an toàn các phần tử thỏa điều kiện, hãy dùng removeIf:

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> nums = new ArrayList<>(List.of(1, 2, 3, 4, 5, 6));
        nums.removeIf(n -> n % 2 == 0);   // drop the even numbers
        System.out.println(nums);
    }
}

Sắp xếp

Collections.sort sắp xếp danh sách tại chỗ theo thứ tự tự nhiên (theo bảng chữ cái với chuỗi, theo giá trị với số):

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> nums = new ArrayList<>(List.of(3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6));

        Collections.sort(nums);
        System.out.println(nums);

        nums.sort(Collections.reverseOrder());  // descending
        System.out.println(nums);
    }
}

Với thứ tự tùy chỉnh, hãy truyền một Comparator vào list.sort(...), ví dụ names.sort(Comparator.comparingInt(String::length)) để sắp xếp theo độ dài.

ArrayList chứa đối tượng, không chứa kiểu nguyên thủy

Bạn không thể viết ArrayList<int>. Generics chỉ làm việc với kiểu đối tượng, nên hãy dùng lớp bao Integer, Double, Boolean và các lớp tương tự:

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> scores = new ArrayList<>();
        scores.add(95);   // int 95 is auto-boxed to Integer
        scores.add(88);

        int first = scores.get(0);  // auto-unboxed back to int
        System.out.println(first + scores.get(1));
    }
}

Cơ chế autoboxing của Java tự chuyển đổi giữa int và Integer cho bạn, nên code đọc rất tự nhiên; chỉ cần nhớ rằng bản thân danh sách lưu các đối tượng Integer.

Tiếp theo: HashMap

ArrayList là công cụ phù hợp khi bạn quan tâm đến thứ tự và vị trí. Khi cần tra cứu theo khóa, như tên người dùng ra người dùng hay mã sản phẩm ra giá, bạn cần HashMap, nội dung của trang tiếp theo.