Java 动态数组

时间：2024-02-01 19:26:01

什么是数据结构？

 

线性表

 

数组

 

动态数组设计

 项目结构

代码实现

CybArrayList.java

package com.cyb;

/**
 * 自定义ArrayList数组
 * 
 * @author chenyanbin
 *
 */
public class CybArrayList {
    /**
     * 元素的数量
     */
    private int size;
    /**
     * 所有元素
     */
    private int[] elements;
    private static final int DEFAULT_CAPACITY = 100;
    private static final int ELEMENT_NOT_FOUND = -1;

    public CybArrayList() {
        this(DEFAULT_CAPACITY);
    }

    public CybArrayList(int capacity) {
        capacity = (capacity < DEFAULT_CAPACITY) ? DEFAULT_CAPACITY : capacity;
        elements = new int[capacity];
    }

    /**
     * 元素的个数
     * 
     * @return
     */
    public int size() {
        return size;
    }

    /**
     * 是否为空
     * 
     * @return
     */
    public boolean isEmpty() {
        return size == 0;
    }

    /**
     * 是否包含某个元素
     * 
     * @param element 元素
     * @return
     */
    public boolean contains(int element) {
        return indexOf(element) != ELEMENT_NOT_FOUND;
    }

    /**
     * 添加元素到最后面
     * 
     * @param element
     */
    public void add(int element) {
        add(size, element);
    }

    /**
     * 往index位置添加元素
     * 
     * @param index   索引下标
     * @param element 元素
     */
    public void add(int index, int element) {
        rangeCheckForAdd(index);
        ensureCapacity(size + 1);
        for (int i = size - 1; i >= index; i--) {
            elements[i + 1] = elements[i];
        }
        elements[index] = element;
        size++;
    }

    /**
     * 返回index位置对应的元素
     * 
     * @param index 索引下标
     * @return
     */
    public int get(int index) {
        rangeCheck(index);
        return elements[index];
    }

    /**
     * 设置index位置的元素
     * 
     * @param index   索引下标
     * @param element 元素
     * @return 原来的元素
     */
    public int set(int index, int element) {
        rangeCheck(index);
        int oldElement = elements[index];
        elements[index] = element;
        return oldElement;
    }

    /**
     * 删除index位置对应的元素
     * 
     * @param index 索引下标
     * @return 删除的元素值
     */
    public int remove(int index) {
        rangeCheck(index);
        int result = elements[index];
        for (int i = index + 1; i <= size - 1; i++) {
            elements[i - 1] = elements[i];
        }
        size--;
        return result;
    }

    /**
     * 查看元素的位置
     * 
     * @param element 元素
     * @return
     */
    public int indexOf(int element) {
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            if (elements[i] == element)
                return i;
        }
        return ELEMENT_NOT_FOUND;
    }

    /**
     * 清除所有元素
     */
    public void clear() {
        size = 0;
    }

    @Override
    public String toString() {
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        stringBuilder.append("size=").append(size).append(",[");
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            // 方式一(推荐)
            if (i > 0) {
                stringBuilder.append(",");
            }
            stringBuilder.append(elements[i]);
            // 方式二(不推荐)
//            if (i!=size-1) {
//                stringBuilder.append(",");
//            }
        }
        stringBuilder.append("]");
        return stringBuilder.toString();
    }

    private void outOfBounds(int index) {
        throw new IndexOutOfBoundsException("Index:" + index + ",Size:" + size);
    }

    /**
     * 范围检测
     * 
     * @param index 索引下标
     */
    private void rangeCheck(int index) {
        if (index < 0 || index >= size) {
            outOfBounds(index);
        }
    }

    /**
     * 范围检测
     * 
     * @param index 索引下标
     */
    private void rangeCheckForAdd(int index) {
        if (index < 0 || index > size) {
            outOfBounds(index);
        }
    }

    /**
     * 保证要有capacity的容量
     * 
     * @param capacity 容量
     */
    private void ensureCapacity(int capacity) {
        int oldCapacity = elements.length;
        if (oldCapacity >= capacity)
            return;
        // 新容量为旧容量的1.5倍
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
        int[] newElements = new int[newCapacity];
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            newElements[i] = elements[i];
        }
        elements = newElements;
        System.out.print("容量从"+oldCapacity+"扩展为"+newCapacity+"\n");
    }
}

泛型

　　使用泛型技术可以让动态数组更加通用，可以存放任何数据类型。

CybArrayList.java(泛型)

package com.cyb;

/**
 * 自定义ArrayList数组
 * 
 * @author chenyanbin
 *
 */
public class CybArrayList<E> {
    /**
     * 元素的数量
     */
    private int size;
    /**
     * 所有元素
     */
    private E[] elements;
    private static final int DEFAULT_CAPACITY = 100;
    private static final int ELEMENT_NOT_FOUND = -1;

    public CybArrayList() {
        this(DEFAULT_CAPACITY);
    }

    @SuppressWarnings("unchecked")
    public CybArrayList(int capacity) {
        capacity = (capacity < DEFAULT_CAPACITY) ? DEFAULT_CAPACITY : capacity;
        elements = (E[]) new Object[capacity];
    }

    /**
     * 元素的个数
     * 
     * @return
     */
    public int size() {
        return size;
    }

    /**
     * 是否为空
     * 
     * @return
     */
    public boolean isEmpty() {
        return size == 0;
    }

    /**
     * 是否包含某个元素
     * 
     * @param element 元素
     * @return
     */
    public boolean contains(E element) {
        return indexOf(element) != ELEMENT_NOT_FOUND;
    }

    /**
     * 添加元素到最后面
     * 
     * @param element
     */
    public void add(E element) {
        add(size, element);
    }

    /**
     * 往index位置添加元素
     * 
     * @param index   索引下标
     * @param element 元素
     */
    public void add(int index, E element) {
        rangeCheckForAdd(index);
        ensureCapacity(size + 1);
        for (int i = size - 1; i >= index; i--) {
            elements[i + 1] = elements[i];
        }
        elements[index] = element;
        size++;
    }

    /**
     * 返回index位置对应的元素
     * 
     * @param index 索引下标
     * @return
     */
    public E get(int index) {
        rangeCheck(index);
        return elements[index];
    }

    /**
     * 设置index位置的元素
     * 
     * @param index   索引下标
     * @param element 元素
     * @return 原来的元素
     */
    public E set(int index, E element) {
        rangeCheck(index);
        E oldElement = elements[index];
        elements[index] = element;
        return oldElement;
    }

    /**
     * 删除index位置对应的元素
     * 
     * @param index 索引下标
     * @return 删除的元素值
     */
    public E remove(int index) {
        rangeCheck(index);
        E result = elements[index];
        for (int i = index + 1; i <= size - 1; i++) {
            elements[i - 1] = elements[i];
        }
        elements[--size] = null;
        return result;
    }

    /**
     * 查看元素的位置
     * 
     * @param element 元素
     * @return
     */
    @SuppressWarnings("null")
    public int indexOf(E element) {
        if (element == null) {
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                if (elements[i] == null)
                    return i;
            }
        } else {
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                if (element.equals(elements[i]))
                    return i;
            }
        }

        return ELEMENT_NOT_FOUND;
    }

    /**
     * 清除所有元素
     */
    public void clear() {
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            elements[i] = null;
        }
        size = 0;
    }

    @Override
    public String toString() {
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        stringBuilder.append("size=").append(size).append(",[");
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            // 方式一(推荐)
            if (i > 0) {
                stringBuilder.append(",");
            }
            stringBuilder.append(elements[i]);
            // 方式二(不推荐)
//            if (i!=size-1) {
//                stringBuilder.append(",");
//            }
        }
        stringBuilder.append("]");
        return stringBuilder.toString();
    }

    private void outOfBounds(int index) {
        throw new IndexOutOfBoundsException("Index:" + index + ",Size:" + size);
    }

    /**
     * 范围检测
     * 
     * @param index 索引下标
     */
    private void rangeCheck(int index) {
        if (index < 0 || index >= size) {
            outOfBounds(index);
        }
    }

    /**
     * 范围检测
     * 
     * @param index 索引下标
     */
    private void rangeCheckForAdd(int index) {
        if (index < 0 || index > size) {
            outOfBounds(index);
        }
    }

    /**
     * 保证要有capacity的容量
     * 
     * @param capacity 容量
     */
    private void ensureCapacity(int capacity) {
        int oldCapacity = elements.length;
        if (oldCapacity >= capacity)
            return;
        // 新容量为旧容量的1.5倍
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
        @SuppressWarnings("unchecked")
        E[] newElements = (E[]) new Object[newCapacity];
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            newElements[i] = elements[i];
        }
        elements = newElements;
        System.out.print("容量从" + oldCapacity + "扩展为" + newCapacity + "\n");
    }
}

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