顺序表和模拟实现ArrayList的常用方法

ArrayList

ArrayList：顺序表

我们可以将顺序表的底层理解成为一个数组（可以扩容的数组），但是相比于数组多出一个记录有效数据的计数器size，如：

顺序表和数组的区别：

上面说，顺序表的底层可以理解为一个数组，但是相比于数组，更加的高级。
顺序表可以自己扩容；
顺序表严格区分数组容量和元素的个数。
所以数组其实就是一种不完备的顺序表。

顺序表中的注意点：

我们需要区分顺序表中的两个概念：容量（capacity）和元素个数（size）。
容量可以理解为数组的大小（长度），元素个数是size中记录的有效元素个数。
顺序表中，数据的存储是需要连续的，不可以元素和元素之间存在“空隙”，当进行插入、删除等操作时，操作完成后，也要保证顺序表的连续。

ArrayList的常用方法

在Java中，内置了ArrayList的许多方法，我们常用的一些方法（增删改查），如下：

    //尾插
    boolean add(Integer e);
    //指定位置插入
    void add(int index, Integer e);
    //删除指定位置
    Integer remove(int index);
    //删除指定元素
    boolean remove(Integer e);
    //获取元素
    Integer get(int index);
    //set
    Integer set(int index, Integer e);
    //判断是否包含
    boolean contains(Integer e);
    //从前到后首次遇到
    int indexOf(Integer e);
    //从后到前首次遇到
    int lastIndexOf(Integer e);
    //请空顺序表
    void clear();
    //获取元素个数
    int size();
    //判断size==0？
    boolean isEmpty();

模拟实现ArrayList的常用方法

当我们需要模拟实现ArrayList的时候，我们需要先创建一个数组，和计数器size。
我们需要考虑到数组连续性的问题，以及操作中判断数组是否满了，需要2倍扩容的题，以及下标合法性校验…

1、定义接口，列出需要实现的方法：

package ArrayList;
public interface MyList {
     
    //尾插
    boolean add(Integer e);
    //指定位置插入
    void add(int index, Integer e);
    //删除指定位置
    Integer remove(int index);
    //删除指定元素
    boolean remove(Integer e);
    //获取元素
    Integer get(int index);
    //set
    Integer set(int index, Integer e);
    //判断是否包含
    boolean contains(Integer e);
    //从前到后首次遇到
    int indexOf(Integer e);
    //从后到前首次遇到
    int lastIndexOf(Integer e);
    //请空顺序表
    void clear();
    //获取元素个数
    int size();
    //判断size==0？
    boolean isEmpty();
}

2、具体实现：

package ArrayList;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;

/**
 * 模拟实现自己的ArrayList
 */
public class MyArrayList implements MyList {
     
    private Integer[] array;
    private int size;

    public MyArrayList() {
     
        array = new Integer[10];
        size = 0;
    }

    //判断是否满了
    private void isFull() {
     
        if (size < array.length) {
     
            return;
        }
        Integer[] arr = new Integer[array.length * 2];
        //注意： 没有Integer类型的copyOf方法。
        //arr = Arrays.copyOf(array, array.length);
        for (int i=0;i<array.length;i++){
     
            arr[i]=array[i];
        }
        this.array = arr;
    }


    @Override
    public boolean add(Integer e) {
     
        isFull();
        array[size] = e;
        size++;
        return true;
    }

    @Override
    public void add(int index, Integer e) {
     
        isFull();
        if (index < 0 || index > size()) {
     
            // 下标不合法
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("Index: " + index + ", Size: " + size);
        }
        for (int from = size() - 1; from >= index; from--) {
     
            array[from + 1] = array[from];
        }
        array[index] = e;
        size++;
    }

    @Override
    public Integer remove(int index) {
     
        if (index < 0 || index >= size()) {
     
            // 下标不合法
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("Index: " + index + ", Size: " + size);
        }
        Integer e = array[index];
        for (int from = index + 1; from < size; from++) {
     
            array[from - 1] = array[from];
        }
        array[size - 1] = null;
        size--;
        return e;
    }

    @Override
    public boolean remove(Integer e) {
     

        int i = indexOf(e);
        if (i < 0) {
     
            return false;
        }
        remove(i);
        return true;
    }

    @Override
    public Integer get(int index) {
     
        if (index < 0 || index >= size()) {
     
            // 下标不合法
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("Index: " + index + ", Size: " + size);
        }
        return array[index];
    }

    @Override
    public Integer set(int index, Integer e) {
     
        if (index < 0 || index >= size()) {
     
            // 下标不合法
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("Index: " + index + ", Size: " + size);
        }
        Integer old = array[index];
        array[index] = e;
        return old;
    }

    @Override
    public boolean contains(Integer e) {
     
        return indexOf(e) >= 0;
    }

    @Override
    public int indexOf(Integer e) {
     
        for (int i = 0; i < size(); i++) {
     
            if (array[i].equals(e)) {
     
                return i;
            }
        }
        return -1;
    }

    @Override
    public int lastIndexOf(Integer e) {
     
        for (int i = size() - 1; i >= 0; i--) {
     
            if (array[i].equals(e)) {
     
                return i;
            }
        }
        return -1;
    }

    @Override
    public void clear() {
     
        Arrays.fill(array, null);
        size = 0;
    }

    @Override
    public int size() {
     
        return size;
    }

    @Override
    public boolean isEmpty() {
     
        return size == 0;
    }

    @Override
    public String toString() {
     

        Integer[] toShow = Arrays.copyOf(array, size);
        return Arrays.toString(toShow);
    }
}

3、测试

package ArrayList;

public class MyArrayListDemo {
     
    public static void main(String[] args) {
     
        MyList list = new MyArrayList();
        System.out.println(list);   // []
        list.add(1);
        list.add(2);
        list.add(3);
        System.out.println(list);   // [1, 2, 3]
        list.add(0, 100);
        list.add(0, 200);
        list.add(0, 300);
        System.out.println(list);   // [300, 200, 100, 1, 2, 3]

        Integer remove = list.remove(2);
        System.out.println(list);   // [300, 200, 1, 2, 3]
        System.out.println(remove); // 100

        boolean r = list.remove((Integer)1);    // 通过类型转换，确认调用的是 remove(Integer) 而不是 remove(int)
        System.out.println(r);      // true
        System.out.println(list);   // [300, 200, 2, 3]

        System.out.println(list.size());
        System.out.println(list.isEmpty());
        list.clear();
        System.out.println(list.size());
        System.out.println(list.isEmpty());
    }
}

4、结果：

总结：我发现数据结构的逻辑性很强，需要慢慢的思考，结合图形，加深理解！！！