Java 代码实现链表
Linked List
- 用多少就申请多少内存。
- 链表是一种链式存储的线性表，所有元素的内存地址不一定连续的。
接口设计
代码实现
MyList.java(接口)
package com.cyb;
public interface MyList<E> {
/**
* 元素未找到
*/
static final int ELEMENT_NOT_FOUND = -1;
/**
* 清除所有元素
*/
void clear();
/**
* 元素的数量
*
* @return
*/
int size();
/**
* 是否为空
*
* @return
*/
boolean isEmpty();
/**
* 是否包含某个元素
*
* @param element 元素
* @return
*/
boolean contains(E element);
/**
* 添加元素至尾部
*
* @param element 元素
*/
void add(E element);
/**
* 在指定索引下标处添加元素
*
* @param index 下标索引
* @param element 元素
*/
void add(int index, E element);
/**
* 获取元素
*
* @param index 索引下标
* @return
*/
E get(int index);
/**
* 设置index位置的元素
*
* @param index 索引下标
* @param element 元素
* @return 原来的元素
*/
E set(int index, E element);
/**
* 移除指定索引处的元素
*
* @param index 索引下标
* @return
*/
E remove(int index);
/**
* 查看元素的索引
*
* @param element 元素
* @return
*/
int indexOf(E element);
}
AbstractMyList.java(抽象类)
package com.cyb;
public abstract class AbstractMyList<E> implements MyList<E> {
/**
* 元素的数量
*/
protected int size;
/**
* /** 元素的个数
*
* @return
*/
public int size() {
return size;
}
/**
* 是否为空
*
* @return
*/
public boolean isEmpty() {
return size == 0;
}
/**
* 是否包含某个元素
*
* @param element 元素
* @return
*/
public boolean contains(E element) {
return indexOf(element) != ELEMENT_NOT_FOUND;
}
/**
* 添加元素到最后面
*
* @param element
*/
public void add(E element) {
add(size, element);
}
protected void outOfBounds(int index) {
throw new IndexOutOfBoundsException("Index:" + index + ",Size:" + size);
}
/**
* 范围检测
*
* @param index 索引下标
*/
protected void rangeCheck(int index) {
if (index < 0 || index >= size) {
outOfBounds(index);
}
}
/**
* 范围检测
*
* @param index 索引下标
*/
protected void rangeCheckForAdd(int index) {
if (index < 0 || index > size) {
outOfBounds(index);
}
}
}
MyArrayList.java
package com.cyb; /**
* 自定义ArrayList数组
*
* @author chenyanbin
*
*/
public class MyArrayList<E> extends AbstractMyList<E> { /**
* 所有元素
*/
private E[] elements;
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 100; public MyArrayList() {
this(DEFAULT_CAPACITY);
} @SuppressWarnings("unchecked")
public MyArrayList(int capacity) {
capacity = (capacity < DEFAULT_CAPACITY) ? DEFAULT_CAPACITY : capacity;
elements = (E[]) new Object[capacity];
} /**
* 往index位置添加元素
*
* @param index 索引下标
* @param element 元素
*/
public void add(int index, E element) {
rangeCheckForAdd(index);
ensureCapacity(size + 1);
for (int i = size; i > index; i--) {
elements[i] = elements[i - 1];
}
elements[index] = element;
size++;
} /**
* 返回index位置对应的元素
*
* @param index 索引下标
* @return
*/
public E get(int index) {
rangeCheck(index);
return elements[index];
} /**
* 设置index位置的元素
*
* @param index 索引下标
* @param element 元素
* @return 原来的元素
*/
public E set(int index, E element) {
rangeCheck(index);
E oldElement = elements[index];
elements[index] = element;
return oldElement;
} /**
* 删除index位置对应的元素
*
* @param index 索引下标
* @return 删除的元素值
*/
public E remove(int index) {
rangeCheck(index);
E result = elements[index];
for (int i = index + 1; i < size; i++) {
elements[i - 1] = elements[i];
}
elements[--size] = null;
return result;
} /**
* 删除对象
*
* @param element 对象
*/
public void remove(E element) {
remove(indexOf(element));
} /**
* 查看元素的位置
*
* @param element 元素
* @return
*/
@SuppressWarnings("null")
public int indexOf(E element) {
if (element == null) {
for (int i = 0; i < size; i++) {
if (elements[i] == null)
return i;
}
} else {
for (int i = 0; i < size; i++) {
if (element.equals(elements[i]))
return i;
}
} return ELEMENT_NOT_FOUND;
} /**
* 清除所有元素
*/
public void clear() {
for (int i = 0; i < size; i++) {
elements[i] = null;
}
size = 0;
} @Override
public String toString() {
StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
stringBuilder.append("size=").append(size).append(",[");
for (int i = 0; i < size; i++) {
// 方式一(推荐)
if (i > 0) {
stringBuilder.append(",");
}
stringBuilder.append(elements[i]);
// 方式二(不推荐)
// if (i!=size-1) {
// stringBuilder.append(",");
// }
}
stringBuilder.append("]");
return stringBuilder.toString();
} /**
* 保证要有capacity的容量
*
* @param capacity 容量
*/
private void ensureCapacity(int capacity) {
int oldCapacity = elements.length;
if (oldCapacity >= capacity)
return;
// 新容量为旧容量的1.5倍
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
@SuppressWarnings("unchecked")
E[] newElements = (E[]) new Object[newCapacity];
for (int i = 0; i < size; i++) {
newElements[i] = elements[i];
}
elements = newElements;
System.out.print("容量从" + oldCapacity + "扩展为" + newCapacity + "\n");
}
}
MyLinkedList.java
package com.cyb;
public class MyLinkedList<E> extends AbstractMyList<E> {
private Node<E> first;
@Override
public void clear() {
size = 0;
first = null;
}
@Override
public void add(int index, E element) {
if (index==0) {
first=new Node<E>(element, first);
}
else {
Node<E> prev = node(index-1);
prev.next=new Node<E>(element, prev.next);
}
size++;
}
@Override
public E get(int index) {
// TODO Auto-generated method stub
return node(index).element;
}
@Override
public E set(int index, E element) {
Node<E> node = node(index);
E old = node.element;
node.element = element;
return old;
}
@Override
public E remove(int index) {
Node<E> node=first;
if (index==0) {
first=first.next;
}
else {
Node<E> prev = node(index-1);
node=prev.next;
prev.next=node.next;
}
size--;
return node.element;
}
@Override
public int indexOf(E element) {
if (element == null) {
Node<E> node=first;
for (int i = 0; i < size; i++) {
if (node.element == null)
return i;
node=node.next;
}
} else {
Node<E> node=first;
for (int i = 0; i < size; i++) {
if (element.equals(node.element))
return i;
node=node.next;
}
}
return ELEMENT_NOT_FOUND;
}
/**
* 获取index位置对应的节点对象
*
* @param index 索引下标
* @return
*/
private Node<E> node(int index) {
rangeCheck(index);
Node<E> node = first;
for (int i = 0; i < index; i++) {
node = node.next;
}
return node;
}
@Override
public String toString() {
StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
stringBuilder.append("size=").append(size).append(",[");
Node<E> node=first;
for (int i = 0; i < size; i++) {
// 方式一(推荐)
if (i > 0) {
stringBuilder.append(",");
}
stringBuilder.append(node.element);
// 方式二(不推荐)
// if (i!=size-1) {
// stringBuilder.append(",");
// }
node=node.next;
}
stringBuilder.append("]");
return stringBuilder.toString();
}
private class Node<E> {
E element;
Node<E> next;
public Node(E element, Node<E> next) {
this.element = element;
this.next = next;
}
}
}
Test.java(测试类)
package com.cyb;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
MyList<Integer> list=new MyLinkedList<Integer>();
list.add(10);
list.add(20);
list.add(30);
list.add(2, 21);
list.add(list.size(),55);
list.remove(0);
System.out.println(list);
}
}
项目结构图
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动态数组的缩容
如果内存使用比较紧张，动态数组有比较多的剩余空间，可以考虑进行缩容操作。
缩容规则
如：剩余空间占总容量的一半时，就进行缩容。
在remove方法中，添加一个缩容方法。
package com.cyb; /**
* 自定义ArrayList数组,有动态缩容操作
*
* @author chenyanbin
*
*/
public class MyArrayList2<E> extends AbstractMyList<E> { /**
* 所有元素
*/
private E[] elements;
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 100; public MyArrayList2() {
this(DEFAULT_CAPACITY);
} @SuppressWarnings("unchecked")
public MyArrayList2(int capacity) {
capacity = (capacity < DEFAULT_CAPACITY) ? DEFAULT_CAPACITY : capacity;
elements = (E[]) new Object[capacity];
} /**
* 往index位置添加元素
*
* @param index 索引下标
* @param element 元素
*/
public void add(int index, E element) {
rangeCheckForAdd(index);
ensureCapacity(size + 1);
for (int i = size; i > index; i--) {
elements[i] = elements[i - 1];
}
elements[index] = element;
size++;
} /**
* 返回index位置对应的元素
*
* @param index 索引下标
* @return
*/
public E get(int index) {
rangeCheck(index);
return elements[index];
} /**
* 设置index位置的元素
*
* @param index 索引下标
* @param element 元素
* @return 原来的元素
*/
public E set(int index, E element) {
rangeCheck(index);
E oldElement = elements[index];
elements[index] = element;
return oldElement;
} /**
* 删除index位置对应的元素
*
* @param index 索引下标
* @return 删除的元素值
*/
public E remove(int index) {
rangeCheck(index);
E result = elements[index];
for (int i = index + 1; i < size; i++) {
elements[i - 1] = elements[i];
}
elements[--size] = null;
trim();
return result;
} /**
* 删除对象
*
* @param element 对象
*/
public void remove(E element) {
remove(indexOf(element));
} /**
* 查看元素的位置
*
* @param element 元素
* @return
*/
@SuppressWarnings("null")
public int indexOf(E element) {
if (element == null) {
for (int i = 0; i < size; i++) {
if (elements[i] == null)
return i;
}
} else {
for (int i = 0; i < size; i++) {
if (element.equals(elements[i]))
return i;
}
} return ELEMENT_NOT_FOUND;
} /**
* 清除所有元素
*/
public void clear() {
for (int i = 0; i < size; i++) {
elements[i] = null;
}
size = 0;
} @Override
public String toString() {
StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
stringBuilder.append("size=").append(size).append(",[");
for (int i = 0; i < size; i++) {
// 方式一(推荐)
if (i > 0) {
stringBuilder.append(",");
}
stringBuilder.append(elements[i]);
// 方式二(不推荐)
// if (i!=size-1) {
// stringBuilder.append(",");
// }
}
stringBuilder.append("]");
return stringBuilder.toString();
} /**
* 保证要有capacity的容量
*
* @param capacity 容量
*/
private void ensureCapacity(int capacity) {
int oldCapacity = elements.length;
if (oldCapacity >= capacity)
return;
// 新容量为旧容量的1.5倍
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
@SuppressWarnings("unchecked")
E[] newElements = (E[]) new Object[newCapacity];
for (int i = 0; i < size; i++) {
newElements[i] = elements[i];
}
elements = newElements;
System.out.print("容量从" + oldCapacity + "扩展为" + newCapacity + "\n");
} /**
* 缩容
*/
private void trim() {
int capacity = elements.length;
int newCapacity = capacity >> 1;
if (size > newCapacity || capacity <= DEFAULT_CAPACITY)
return; E[] newElements = (E[]) new Object[newCapacity];
for (int i = 0; i < size; i++) {
newElements[i] = elements[i];
}
elements = newElements;
}
}
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