数组是一种数据形式,它把具有相同类型的若干变量按一定的顺序组织起来。数组中的每一个数据称为数组元素,数组中的元素以索引来表示其存放的位置,索引从0开始,步长是1。根据存放元素的类型,可分为一维数组和多维数组。

数组的特点:

  • 只能存放相同类型的一组数据(Object类型数组除外);
  • 一旦数组对象被创建,其长度不能被更改;
  • 数组中元素操作都是通过脚标来操作

基于数组的以上特征我们可以利用静态数组来封装成动态数组,实现数组的扩容、缩容操作。

package ee.coding.datastructures._01_arrayList;

public class MyArrayList<E> {

    private E[] data;
    private int size;

    // 构造函数,传入数组的容量capacity构造Array
    public MyArrayList(int capacity) {
        data = (E[]) new Object[capacity];
        size = 0;
    }

    // 无参数的构造函数,默认数组的容量capacity=10
    public MyArrayList() {
        this(10);
    }

    // 获取数组的容量
    public int getCapacity() {
        return data.length;
    }

    // 获取数组中的元素个数
    public int getSize() {
        return size;
    }

    // 返回数组是否为空
    public boolean isEmpty() {
        return size == 0;
    }

    // 在index索引的位置插入一个新元素e
    public void add(int index, E e) {
        if (index < 0 || index > size)
            throw new IllegalArgumentException("Add failed. Require index >= 0 and index <= size.");
        if (size == data.length)
            resize(2 * data.length);
        for (int i = size - 1; i >= index; i--)
            data[i + 1] = data[i];
        data[index] = e;
        size++;
    }

    // 向所有元素后添加一个新元素
    public void addLast(E e) {
        add(size, e);
    }

    // 在所有元素前添加一个新元素
    public void addFirst(E e) {
        add(0, e);
    }

    // 获取index索引位置的元素
    public E get(int index) {
        if (index < 0 || index >= size)
            throw new IllegalArgumentException("Get failed. Index is illegal.");
        return data[index];
    }

    // 修改index索引位置的元素为e
    public void set(int index, E e) {
        if (index < 0 || index >= size)
            throw new IllegalArgumentException("Set failed. Index is illegal.");
        data[index] = e;
    }

    // 查找数组中是否有元素e
    public boolean contains(E e) {
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            if (data[i].equals(e))
                return true;
        }
        return false;
    }

    // 查找数组中元素e所在的索引,如果不存在元素e,则返回-1
    public int find(E e) {
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            if (data[i].equals(e))
                return i;
        }
        return -1;
    }

    // 从数组中删除index位置的元素, 返回删除的元素
    public E remove(int index) {
        if (index < 0 || index >= size)
            throw new IllegalArgumentException("Remove failed. Index is illegal.");
        E ret = data[index];
        for (int i = index + 1; i < size; i++)
            data[i - 1] = data[i];
        size--;
        data[size] = null; // 把删除元素后的位置值设置为null,利用回收释放空间
        if (size == data.length / 2)
            resize(data.length / 2);
        return ret;
    }

    // 从数组中删除第一个元素, 返回删除的元素
    public E removeFirst() {
        return remove(0);
    }

    // 从数组中删除最后一个元素, 返回删除的元素
    public E removeLast() {
        return remove(size - 1);
    }

    // 从数组中删除元素e
    public void removeElement(E e) {
        int index = find(e);
        if (index != -1)
            remove(index);
    }

    @Override
    public String toString() {
        StringBuilder res = new StringBuilder();
        res.append(String.format("Array: size = %d , capacity = %d\n", size, data.length));
        res.append('[');
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            res.append(data[i]);
            if (i != size - 1)
                res.append(", ");
        }
        res.append(']');
        return res.toString();
    }

    // 将数组空间的容量变成newCapacity大小
    private void resize(int newCapacity) {
        E[] newData = (E[]) new Object[newCapacity];
        for (int i = 0; i < size; i++)
            newData[i] = data[i];
        data = newData;
    }

}

标签: 数组, array, 动态数组, 扩容, 缩容, dynamic array

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