变长数组（ArrayList）的实现--Java

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java.util

Class ArrayList<E>

• java.lang.Object

• • java.util.AbstractCollection<E>

  • • java.util.AbstractList<E>

    • • java.util.ArrayList<E>

• All Implemented Interfaces:

  Serializable, Cloneable, Iterable<E>, Collection<E>, List<E>, RandomAccess

• Direct Known Subclasses:

  AttributeList, RoleList, RoleUnresolvedList

实现变长数组所需要的方法：初始化数组、添加元素、获取指定位置的元素、设置指定位置的元素、获取数组的长度、是否为空。

使用泛型实现。扩展方法：是否包含指定元素、返回指定元素的下标（如果不存在，返回-1；如果存在，返回第一个找到的元素）、返回最后一个元素。

返回下标是通过遍历数组做到的，而是否包含元素也可以通过返回指定元素的下标这种方法实现。

实现了返回最后一个元素、返回第一个元素和清空数组的方法。

package d20180828.ch11;

import java.util.Arrays;

public class ArrayList<T> {
    /**
     * 默认初始化数组长度
     */
    private static final int INITIAL_CAPACITY = 10;
    private int size = 0;
    private Object[] array;
    public ArrayList(){
        this(INITIAL_CAPACITY);
    }
    public ArrayList(int initial){
        if(initial <= 0){
            throw new RuntimeException("初始化错误");
        }
        array = new Object[initial];
    }

    /**
     * 添加元素
     * @param o
     */
    public void add(Object o){
        ensureCapacityHelper(size+1);
        array[size++] = o;
    }

    /**
     * 获取指定位置的元素
     * @param i
     * @return
     */
    public T get(int i){
        rangeCheck(i);
        return elementData(i);
    }

    /**
     * 设置指定位置的元素值
     * @param i
     * @param o
     * @return
     */
    public T set(int i, Object o){
        rangeCheck(i);
        T old = elementData(i);
        array[i] = o;
        return old;
    }

    /**
     * 删除指定下标元素
     * @param i
     * @return
     */
    public T remove(int i){
        rangeCheck(i);
        //要删除的元素
        T old = elementData(i);
        //需要移动的元素数量
        int numMoved = size-i-1;
        if(numMoved > 0){
            //在调用系统函数前，移动元素所有后面的元素
            System.arraycopy(array, i+1, array, i, numMoved);
        }
        //这里注意一定要把size减1
        array[--size] = null;
        return old;
    }

    /**
     * 清空数组
     */
    public void clear(){
        for(int i=0; i<size; i++){
            array[i] = null;
        }
        size = 0;
    }

    /**
     * 获取指定元素下标，不存在，返回-1
     * @param o
     * @return
     */
    public int indexOf(Object o){
        if(o == null){
            for(int i=0; i<size; i++){
                if(array[i] == null){
                    return i;
                }
            }
        }else{
            for(int i=0; i<size; i++){
                if(o.equals(array[i])){
                    return i;
                }
            }
        }
        return -1;
    }

    /**
     * 判断指定元素是否在数组中
     * @param o
     * @return
     */
    public boolean contains(Object o){
        return indexOf(o) >= 0;
    }
    public T getFirst(){
        return get(0);
    }
    public T getLast(){
        return get(size-1);
    }

    /**
     * 获取变长数组的长度
     * @return
     */
    public int size(){
        return size;
    }
    //是否为空
    public boolean isEmpty(){
        return size == 0;
    }

    /**
     * 确保空间够用
     * @param minCapacity
     */
    private void ensureCapacityHelper(int minCapacity){
        if(minCapacity > array.length){
            //说明空间不够用了
            grow();
        }
    }

    /**
     * 涨空间
     */
    private void grow(){
        int oldCapacity = array.length;
        int newCapacity = oldCapacity*2;
        if(newCapacity < oldCapacity){
            //说明溢出了
            throw new OutOfMemoryError();
        }else{
            array = Arrays.copyOf(array, newCapacity);
        }
    }

    /**
     * 确定指定的下标符合数组的实际长度
     * @param index
     */
    private void rangeCheck(int index){
        if(index >= size){
            throw new IndexOutOfBoundsException("当前下标不存在");
        }
    }

    /**
     * 获取指定的下标元素
     * 这里强制转型一次就好
     */
    private T elementData(int index){
        return (T) array[index];
    }
}

测试代码

package d20180828.ch11;

public class ArrayListTest {

    public static void main(String[] args){
        ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
        list.add("a");
        list.add("b");
        list.add("c");
        System.out.println(list.indexOf("a"));
        System.out.println(list.contains("b"));
        System.out.println(list.get(1));
        System.out.println(list.getFirst());
        System.out.println(list.getLast());
        list.clear();
        System.out.println(list.isEmpty());
    }
}