数据结构之泛型数组

/**
 * array<>盛放的是E类型
 * @param <E>
 */
public class Array<E> {
    private E[] array;
    private int size;

    /**
     * 构造函数初始化数组
     * @param capipity
     */
    public  Array( int capacity){
        array = (E[])new Object[capacity];
        size = 0;
    }

    /**
     * 默认构造函数数组容量为10
     */
     public Array(){
        this(10);
     }
    /**
     * 获取数组的总容量
     * @return
     */
    public int getCapatity(){
        return array.length;
    }
    //判断数组是否为空

    public boolean isEmpty(){
        return array.length ==0;

    }
    //获取数组元素的个数
   public int getSize(){
        return size;
   }

    /**
     * 像数组所有元素后添加一个新元素
     * @param e
     */
    public void addLast(E e){
      add(size,e);
    }

    /**
     * 向数组中第一个元素添加数据
     * @param e
     */
    public void addFirst(E e){
        add(0,e);


    }
    //像数组中任意一个位置添加元素
    public void add(int index,E e){

        if(index<0 || index> size){
            throw new IllegalArgumentException("索引异常,不合法的插入");
        }

        if (size==array.length){
            resize(2* array.length);

        }

        for (int i = size -1; i >=index;i--){
            if (i>=index){
                array[i+1] = array[i];

            }


        }
        array[index] = e;
        size++;
    }
    //获取index位置上的元素
    public E get(int index){
        if(index <0 || index>=size){
            throw new IllegalArgumentException("索引异常");
        }
        return array[index];

    }
    public void set(int index,E e){
        if(index <0 || index>=size){
            throw new IllegalArgumentException("索引异常");
        }
        array[index] =e;
    }

//判断数组是否包含元素e
    public boolean Cotain(E e){

        for(int i = 0;i<size ;i++){
            if(array[i].equals(e)){
                return true;
            }

        }
        return false;
    }

//查找数组元素e的索引,如果存在元素e则返回索引,否则返回-1
    public int find(E e){
        for(int i = 0;i<size;i++){
            if(array[i]==e){
                return  i;
            }
        }//当循环结束的时候,如果没有返回-1


        return -1;
    }
  //从数组中删除索引为index的元素,并將元素返回出來
    public E remove(int index){
         if(index<0 || index>=size){
             throw new IllegalArgumentException("索引异常");
         }
        E e = array[index];
          for(int i=index+1;i<size;i++){
              array[i-1] = array[i];
          }
          size--;
          array[size]=null;
          if(size==array.length/2){
              resize(array.length/2);
          }

          return   e;

    }
    //刪除第一個元素
    public E removefirst(){
        return remove(0);


    }
   //删除最后一个元素
    public E removelast(){
       return  remove(size-1);

    }
    public E deleteElete(E e){
       int index =  find(e);
        return remove(index);
    }


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

            }
           res.append("]");
         return res.toString();
    }

     public void resize(int capacity){

     E[] newDate = (E[])new Object[capacity];
       for(int i=0;i<size;i++){
          newDate[i] = array[i];
         }

        array = newDate;
     }

}

测试:

public class Student {
       private  int age;
       private String name;

       public Student(String name,int age){
           this.name=name;
           this.age = age;
       }

     @Override
      public String toString (){

           return   "姓名" +  this.name + "年龄" +this.age;
      }

    public static void main(String [] args){
        Array<Student> arr = new Array<Student>();

        arr.addLast(new Student("張三",21));
        arr.addLast(new Student("李四",22));
        System.out.println(arr);

    }


}

时间复杂度分析:

时间复杂度

时间与输入数据的规模(输入数据的个数)

渐进时间复杂度:当N趋近于无穷的时候,

操作            时间复杂度

addLast(e)

O(1)

addFirst(e)

O(n)

add(index,e)

O(n)

removeLast()

O(1)

removeFirst()

O(n)

Remove(index,e)

O(n)

Set(index,e)

O(1)

Get(index)

O(1)

Find(e)

O(n)

Contains(e)

O(n)

添加操作 最坏情况O(n) 添加最后一个元素要resize() 也是O(n)

 

 

分析resize()时间复杂度

均摊复杂度:

当capacity=8的时候,addLast()操作

1   1   1   1    1   1   1    1   8+1第九次resize()进行9次基本操作

总共17次基本操作

平均下来,每次addLast()操作执行两次基本操作

 

假设 Capacity =n 时,当进行第n+1 次addLast()操作时,出发resize()操作。总共进行了2n+1次基本操作。平均下来,每次addLast()操作,进行两次基本操作。

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