1. 概述
在编程中，我们经常会遇到需要创建多维 ArrayList 的场景。最常见的就是二维或三维的 ArrayList。本文将带你了解如何在 Java 中创建并使用这些结构。
⚠️ 注意：虽然 Java 原生支持多维数组（如 int[][]），但 ArrayList 的多维结构需要手动构建，因为 Java 并不直接支持“多维集合”。
2. 二维 ArrayList
假设我们要表示一个有 3 个顶点（编号为 0、1、2）的图，并且图中有 3 条边：(0, 1)、(1, 2) 和 (2, 0)。每条边由两个顶点组成。
✅ 我们可以使用一个 二维 ArrayList 来表示这些边，也就是一个 ArrayList 的 ArrayList。
2.1 初始化二维 ArrayList
int vertexCount = 3;
ArrayList<ArrayList<Integer>> graph = new ArrayList<>(vertexCount);
接着，为每个顶点初始化一个空的 ArrayList：
for(int i = 0; i < vertexCount; i++) {
graph.add(new ArrayList<>());
}
2.2 添加边
graph.get(0).add(1);
graph.get(1).add(2);
graph.get(2).add(0);
如果图是无向图，我们还需要添加反向边：
graph.get(1).add(0);
graph.get(2).add(1);
graph.get(0).add(2);
2.3 遍历二维 ArrayList
int vertexCount = graph.size();
for (int i = 0; i < vertexCount; i++) {
int edgeCount = graph.get(i).size();
for (int j = 0; j < edgeCount; j++) {
Integer startVertex = i;
Integer endVertex = graph.get(i).get(j);
System.out.printf("Vertex %d is connected to vertex %d%n", startVertex, endVertex);
}
}
输出示例：
Vertex 0 is connected to vertex 1
Vertex 0 is connected to vertex 2
Vertex 1 is connected to vertex 2
Vertex 1 is connected to vertex 0
Vertex 2 is connected to vertex 0
Vertex 2 is connected to vertex 1
3. 三维 ArrayList
在上一节中，我们构建了一个二维 ArrayList。现在我们来构建一个三维 ArrayList，用来表示一个三维空间中的点及其属性。
3.1 场景设定
假设我们要表示一个 2×2×2 的三维空间，共有 8 个点：
- (0, 0, 0)
- (0, 0, 1)
- (0, 1, 0)
- (0, 1, 1)
- (1, 0, 0)
- (1, 0, 1)
- (1, 1, 0)
- (1, 1, 1)
每个点有一个颜色属性，比如 Red、Blue、Green、Yellow。
3.2 初始化三维 ArrayList
int x_axis_length = 2;
int y_axis_length = 2;
int z_axis_length = 2;
ArrayList<ArrayList<ArrayList<String>>> space = new ArrayList<>(x_axis_length);
接着初始化每一层：
for (int i = 0; i < x_axis_length; i++) {
space.add(new ArrayList<ArrayList<String>>(y_axis_length));
for (int j = 0; j < y_axis_length; j++) {
space.get(i).add(new ArrayList<String>(z_axis_length));
}
}
3.3 添加颜色数据
为点 (0, 0, 0) 和 (0, 0, 1) 设置红色：
space.get(0).get(0).add(0, "Red");
space.get(0).get(0).add(1, "Red");
为点 (0, 1, 0) 和 (0, 1, 1) 设置蓝色：
space.get(0).get(1).add(0, "Blue");
space.get(0).get(1).add(1, "Blue");
3.4 数据访问方式
某个点 (i, j, k) 的颜色可以通过如下方式访问：
space.get(i).get(j).get(k)
📌 关键理解点：
- 最外层
ArrayList表示 X 轴 - 每个元素是一个二维
ArrayList，表示 Y-Z 平面 - 每个 Y-Z 平面中，再通过 Z 轴索引访问具体点的颜色
4. 总结
本文介绍了如何在 Java 中构建二维和三维的 ArrayList 结构：
✅ 二维 ArrayList 是 ArrayList<ArrayList<T>>
✅ 三维 ArrayList 是 ArrayList<ArrayList<ArrayList<T>>>
✅ 以此类推，N 维 ArrayList 可以通过嵌套方式构建
虽然 Java 不原生支持多维集合，但通过组合多个 ArrayList 可以灵活地实现多维结构，适用于图结构、空间数据等场景。
📌 完整代码可参考：GitHub 示例