数组最大的优点:快速查询
动态数组:
public class Array<E> { //E表示类型
private E[] data;
private int size;//数组中有效元素的个数,值指向数组中第一个没有值的位置
//构造函数，传入数组的容量capacity和构造Array
public Array(int capacity){
data = (E[])new Object[capacity];
size = 0;
}
//无参的构造函数，默认数组的容量capacity=10
public Array(){
this(10);
}
//获取数组中有效元素个数的方法
public int getSize(){
return size;
}
//获取数组容量
public int getCapacity(){
return data.length;
}
//判断数组中是否有元素
public boolean isEmpty(){
return size == 0;
}
//size的值指向数组中第一个没有值的位置
//所以向数组末尾添加元素，其实就等同于向size的值所在的位置添加元素
//向所有元素的后添加一个新元素
//O(1)
//平均每次addLast操作，进行2次基本操作，这样均摊计算，时间复杂度是O（1）的
public void addLast(E e){
// if(size == data.length){
// //则此时数组不能容纳一个新的元素,添加操作应该失败
// throw new IllegalArgumentException("Array is full");
// }
//
// //下面两句等同于data[size++] = e;
// data[size] = e;
// size ++;
//复用add方法
add(size,e);
}
//在所有元素前添加一个新元素
//O(n)
public void addFirst(E e){
add(0,e);
}
//向数组中指定位置添加元素
//在index索引处插入一个新元素e
//O（n/2）,即O(n)
public void add(int index, E e){
//然后要保证用户传入的index是合法的
if(index < 0 || index > size){
throw new IllegalArgumentException("Required index >= 0 and index <= size");
}
//首先还是要保证数组有足够的空间来容纳要添加的元素
//扩容
if(size == data.length){
//则此时数组不能容纳一个新的元素,扩容
resize(2 * data.length);
}
for(int i = size - 1; i >= index; i--){
//从最后一个元素的位置(size-1)，到我们要插入的位置(index),
//每一个元素我们都要先向后挪一个位置
data[i + 1] = data[i];
}
data[index] = e;
size ++;
}
@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();
}
//获取index索引位置的元素
//O(1)
public E get(int index){
//对用户传进的索引进行判断，保证操作的索引合法
if(index < 0 || index >= size){
throw new IllegalArgumentException("Index is Illegal");
}
return data[index];
}
//修改index索引位置的元素为e
//O(1)
public void set(int index, E e){
//对用户传进的索引进行判断，保证操作的索引合法
if(index < 0 || index >= size){
throw new IllegalArgumentException("Index is Illegal");
}
data[index] = e;
}
//查找数组中是否有元素e
//O(n)
public boolean contains(E e){
for(int i = 0; i < size; i++){
//if(data[i] == e){
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
//O(n)
public int find(E e){
for(int i = 0; i < size; i++){
//if(data[i] == e){
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
//O（n/2） = O（n）
public E remove(int index){
//对用户传进的索引进行判断，保证操作的索引合法
if(index < 0 || index >= size){
throw new IllegalArgumentException("Index is Illegal");
}
E ret = data[index];//把待删除的元素保存起来，作为返回值返回
for(int i = index + 1; i < size; i++){
//对于index之后的每一个元素，都让它向前挪一个位置
data[i - 1] = data[i];
}
size--;
data[size] = null;
//缩容
//后面的改进，采用Lazy策略来防止复杂度的震荡
//if(size == data.length / 2){
if(size == data.length / 2 && data.length / 2 != 0){
resize(data.length / 2);
}
return ret;
}
//从数组中删除第一个元素，返回删除的元素
//O(n)
public E removeFirst(){
return remove( 0);
}
//从数组中算出最后一个元素，返回删除的元素
//O(1)
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);
}
}
//改变数组容量大小
//O(n)
private void resize(int newCapacity){
E[] newData = (E[])new Object[newCapacity];
for(int i = 0; i < size; i++){
newData[i] = data[i];
}
data = newData;
}
}
测试类1:测试基本功能
public class Main1 {
public static void main(String[] args) {
Array arr = new Array(20);
for(int i = 0; i < 10; i++){
arr.addLast(i);
}
/*
Array: size = 10 , capacity = 20
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
*/
System.out.println(arr);
arr.add(1,100);
/*
Array: size = 11 , capacity = 20
[0, 100, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
*/
System.out.println(arr);
/*
Array: size = 12 , capacity = 20
[-1, 0, 100, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
*/
arr.addFirst(-1);
System.out.println(arr);
arr.remove(2);
/*
Array: size = 11 , capacity = 20
[-1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
*/
System.out.println(arr);
arr.removeElement(4);
/*
Array: size = 10 , capacity = 20
[-1, 0, 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9]
*/
System.out.println(arr);
arr.removeFirst();
/*
Array: size = 9 , capacity = 20
[0, 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9]
*/
System.out.println(arr);
}
}测试类2:测试扩容功能
public class Main {
//测试扩容功能
public static void main(String[] args) {
Array arr = new Array();
for(int i = 0; i < 10; i++){
arr.addLast(i);
}
/*
Array: size = 10 , capacity = 20
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
*/
System.out.println(arr);
arr.add(1,100);
/*
Array: size = 11 , capacity = 20
[0, 100, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
*/
System.out.println(arr);
/*
容量由默认的10扩容成了20
Array: size = 11 , capacity = 20
[0, 100, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
*/
arr.addFirst(-1);
System.out.println(arr);
//arr.remove(2);
/*
Array: size = 11 , capacity = 20
[-1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
*/
//System.out.println(arr);
//arr.removeElement(4);
/*
Array: size = 10 , capacity = 20
[-1, 0, 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9]
*/
//System.out.println(arr);
//arr.removeFirst();
/*
Array: size = 9 , capacity = 20
[0, 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9]
*/
//System.out.println(arr);
}
}