一.数组基础

1.数组,即把数据码成一排存放。

数组优点:快速查询。

数组最好应用于“索引有语意”的情况,但并非所有有语意的索引都适用于数组,数组也可以处理“索引没有语意”的情况。

  2.增、删、改、查,是研究数据结构的基本脉络。

  设二次封装的数组的类Array<E>(类型为E,泛型),E[ ] data 基本参数有capacity和size。

  capacity为数组空间最多装的元素个数,即data.length。

  size为数组实际装的元素个数。

  有些方法需要对size进行维护。

二. 动态数组常见方法

1.基础方法

  1)方法1:有参构造函数设置动态数组的capacity

  java不支持data = new E[capacity],需写为data=(E[])new Object[capacity]

  2)方法2:无参构造函数默认数组的capacity为10

  3)方法3:获取数组元素个数  即size

  4)方法4:获取数组的容量      即capacity,data.length

   5)方法5:返回数组是否为空 即判断size是否为0

    
public class Array<E> {
    private E[] data;
private int size; //构造函数,传入数组的容量capacity构造Array
public Array(int capacity){
data = (E[]) new Object[capacity];
size = 0;
} //无参数的构造函数,默认的数组容量capacity=10
public Array(){
this(10);
} //获取数组中的元素个数
public int getSize(){
return size;
} //获取数组的容量
public int getCapacity(){
return data.length;
} //返回数组是否为空
public boolean isEmpty(){
return size == 0;
}
}

2.增(插入元素)

1)方法1:在index位置插入元素

add(int index, E e)

a.先判断index是否合法,若index<0||index>size,则抛出异常

b.若index == data.length,此时需要调用resize()方法对数组进行扩容(扩容为2*capacity)

   private void resize(int newCapacity){
E[] newData = (E[]) new Object[newCapacity];
for(int i = 0 ; i < size ; i ++){
newData[i] = data[i];
}
data = newData;
}

resize()方法思想即创建一个容量为newCapacity的新数组newData,通过将data中的每个元素依次赋值给newData,最后令data=newData。

c.在指定位置插入元素的思想,即为从最后一位(size-1)开始,开始循环将元素向后挪一位(data[i+1]=data[i]),直到index的位置。

然后令data[index]=e,

最后,维护size,即size++

2)方法2:向所有元素后添加元素

addLast(E e)  即add(size, e)

3)方法3:向首位值添加元素

addFirst(E e)  即add(0, e)

   //向所有元素后添加元素
public void addLast(E e){
add(size, e);
}
//向首位指添加元素
public void addFirst(E e){
add(0,e);
} // important index位置插入元素e
public void add(int index, E e){ if( index < 0 || index > size){
throw new IllegalArgumentException("AddLast failed. Require index < 0 || index > size");
} if(size == data.length){
resize(2 * data.length);
} for(int i = size - 1 ; i >= index ; i -- ){
data[ i + 1 ] = data[i];
} data[index] = e;
size ++;
}

3.查(查询元素)

1)方法1:获取index索引位置的元素

get(int index)

a.先判断index是否合法,若index<0||index>=size,则抛出异常

b.返回data[index]

2)方法2:查找数组中是否有元素e

contains(E e)

循环查找,若有data[i].equals(e),则返回true,否则返回false。(java中判断类对象的值是否相等采用.equals()方法)

3)方法3:查找元素e所在的索引index,若元素不存在,则返回-1

find(E e)

循环查找,若有data[i].equals(e),则返回i,否则返回-1

//获取index索引位置的元素
E get(int index){
if(index < 0 || index >= size){
throw new IllegalArgumentException("Get failed. Index is illegal");
}
return data[index];
}
//查找数组中是否有元素e
public boolean contains(E e){
for(int i = 0 ; i < size; i ++){
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
public int find(E e){
for(int i = 0 ; i < size ; i ++){
if(data[i].equals(e)){
return i;
}
}
return -1;
}

4.删(删除元素)

1)方法1:从数组中删除index位置的元素,并返回删除的元素

remove(int index)

a.先判断index是否合法,若index<0||index>=size,则抛出异常。

b.定义ret=data[index],作为返回值。

c.开始删除操作,即从i=index位置开始,循环地使data[i]=data[i+1],即将下一位元素覆盖到当前元素中,直到size-1。

d.维护size,即 size --。

e.(非必需)但此时data[size]还是存在用不到的数的,可以进行data[size]=null的操作来避免空间浪费。

f.判断当前size==data.length/2,如果为true,则进行缩容,调用resize()方法,使capacity=data.length/2,避免空间浪费。

g.返回ret,即删除的元素。

2)方法2:删除首个位置的元素并返回该元素

remove(0)

3)方法3:删除末尾位置的元素并返回该元素

remove(size)

4)方法4:直接从数组中删除元素e

emoveElement(E e)方法

先通过find()方法寻找e的index,若存在则返回e的index,不存在则返回-1,当index不为-1时,remove(index)

    //从数组中删除index位置的元素,并返回删除的元素
public E remove(int index){
if( index < 0 || index >= size)
throw new IllegalArgumentException("Remove failed. Index is illegal"); E ret = data[index]; for(int i = index ; i < size - 1 ; i ++){
data[i] = data[i + 1];
}
size --;
data[size] = null; //loitering objects != memory leak is Better if(size == data.length/2 )
resize(data.length/2);
return ret;
} //删除首个位置的元素
public E removeFirst(){
return remove(0);
} //删除最后一个元素
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);
}

5.改(重置数组中的元素)

set(int index, E e)

a.先判断index是否合法,若index<0||index>=size,则抛出异常。

b.令data[index] = e

   //修改index索引位置的元素e
void set(int index, E e){
if(index < 0 || index >=size){
throw new IllegalArgumentException("Set failed. Index is illegal");
} data[index] = e;
}

6.重写toString()方法,让输出更具有可读性

    @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();
}

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