前言
今天就要离校了,大学生涯也走到了尽头。肯定有很多不舍，不舍的是学校的安逸和美丽的女友。同时也对自己的未来充满着信心,希望自己能够强大起来，保护自己想要保护的人。之前一段时间，在掘金上面看到一篇文章，文章提到了一个思想:学会编程，而不是学会Java,文中提到了自定义一个模仿ArrayList的类，要去实现其中的add,get,remove等方法。同时正好我之前也在看《Java数据结构和算法》这本书，文中第二章也详细讲解了数组,所以自己也动手完成了自定义一个数组内和动态数组类，于是乎就有了这篇文章去温故而知新。
数组
数组是应用最广泛的数组存储结构。
优点:插入快，如果知道下标，可以非常地存取
缺点:查找慢,删除慢，大小固定。
动态数组
Java也提供了顺序结构的动态数组类ArrayList<E>,数组采用的是顺序结构来存储数据,可以有效利用空间，可用于存储大量的数据，数组不适合动态的改变它所存储的数据，如增加，删除一个单元等。由于数组采用顺序结构存储数据，数组获得第n单元中的数据的速度要比链表获得第n单元中的数据快。
写一个数组类
这个数组类肯定有insert(),find(),delete(),display()这些基础方法。
insert()：插入一个元素，然后数组长度+1，返回true。
public void insert(long value){
a[count]=value;
count++;
}
find():根据元素的值，遍历整个数组的元素，找到返回true,没有找到返回false
public boolean find(long searchValue){
int j;
for(j=0;j<count;j++){
if(a[j]==searchValue){
break;
}
}
if(j==count){
return false;
}else{
return true;
}
}
delete():根据元素的值，遍历整个数组的元素，没有找到对应的元素值，返回flase，
找到了该元素存储在数组的位置，让该位置后面的所有元素向前移动一个位置，返回true。
public boolean delete(long deleteValue){
int j;
for(j=0;j<count;j++){
if(a[j]==deleteValue){
break;
}
}
if(j==count){
return false;
}else{
for(int k=j;k<count;k++){
a[k]=a[k+1];
}
count--;
return true;
}
}
display():遍历整个数组的元素，打印数组。
public void display(){
int j;
for(j=0;j<count;j++){
System.out.print(a[j]+" ");
}
System.out.print("\n");
}
写一个简单的动态数组类
其实这还是比较难的，但是看了一下ArrayList<E>的源码后，写一个带有基本功能的类还是没有问题的。基本方法:add(),remove(),contain(),toString(),toArray(),removeRange(),get()等。
首先是构造器，有2个构造器，分别一个是有参和无参的。有参的构造器需要传入的参数是所需初始化数组的容量大小，如果这个容量大小>0,那么创建一个数组，数组容量大小为传入的参数。如果这个容量大小=0,那么把EMPTY_ELEMENTDATA这个空数组对象赋给elementData这个数组变量。如果这个容器大小<0,那么抛出参数异常。对于无参构造器而言，直接把elementData数组变量引用这个DEFAULT_CAPACITY_ELEMENTDATA数组对象。
public CmazList1(int inititalCapcacity){
if(inititalCapcacity>0){
this.elementData=new Object[inititalCapcacity];
}else if(inititalCapcacity==0){
this.elementData=EMPTY_ELEMENTDATA;
}else{
throw new IllegalArgumentException("参数错误");
}
}
public CmazList1(){
this.elementData=DEFAULT_CAPACITY_ELEMENTDATA;
}
contain()：调用indexOf()方法，如果indexOf返回的int值大于0就说明此对象在数组中找到对应存储的位置，那么返回true,否则返回false。
public boolean contain(Object object){
return indexOf(object)>=0;
}
indexOf():通过遍历整个数组元素，判断该数组的某个单元是否包含这个对象，如果找到了这个对象，返回其存储在数组的下标，否则返回-1。
public int indexOf(Object object){
if(object==null){
for(int i=0;i<size;i++){
if(elementData[i]==null){
return i;
}
}
}else{
for(int i=0;i<size;i++){
if(elementData[i].equals(object)){
return i;
}
}
}
return -1;
}
add():先调用 ensureCapacityInternal()方法，进行相关扩容等处理操作。然后添加元素，size加1。size用于记录在数组中元素的个数。
public boolean add(Object object){
ensureCapacityInternal(size+1);
elementData[size++]=object;
return true;
}
ensureCapacityInternal():首先看整个英文的意思是确保内部容量。首先要判断这个数组是哪一个构造器初始化的。如果这个数组是无参构造器初始化的，那么这个数组肯定没有设置初始化数组的容量大小，是一个空数组。然后把minCapacity的值在传入的minCapacity的值和默认容器大小的值中取出最大的一个值，即为minCapacity的值。然后调用ensureExplicitCapacity()。
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity){
if(this.elementData==DEFAULT_CAPACITY_ELEMENTDATA){
minCapacity=Math.max(minCapacity, DEFAULT_CAPACITY);
}
ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}
ensureExplicitCapacity()：这个方法进行的操作，去判断是否要进行扩容。如果minCapacity大于数组的长度，说明这个数组需要进行扩容了，因为数组的空间容不下即将添加的元素。接下来调用grow()去进行扩容。
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity){
modCount++;
if(minCapacity-elementData.length>0){
grow(minCapacity);
}
}
grow():进行扩容的操作,扩容后的大小是原来大小的1.5倍。>>1是右移1位，移动后的值是移动前的值的0.5倍。如果扩容后的大小比minCapacity小，那么就把minCapacity的值赋给newCapacity。如果newCapacity的值比我们之前定义的MAX_ARRAY_SIZE还要大的话，那么就调用hugeCapacity()方法。MAX_ARRAY_SIZE我们定义的大小是Integer.MAX_VALUE-8，也就是Integer型数值的最大值-8。补充:原码是直接将一个数值换算成二进制数，但计算机以补码的形式保存所有的整数。一般情况下，不会出现newCapacity>MAX_ARRAY_SIZE的情况。
private void grow(int minCapacity){
int oldCapacity=elementData.length;
int newCapacity=oldCapacity+(oldCapacity>>1);
if(minCapacity-newCapacity>0){
newCapacity=minCapacity;
}
if(newCapacity-MAX_ARRAY_SIZE>0){
newCapacity=hugeCapacity(minCapacity);
}
this.elementData=Arrays.copyOf(elementData,newCapacity);
}
remove():遍历整个数组元素，如果发现该数组包含这个对象，那么调用fastRemove()删除存储此对象的单元。
public boolean remove(Object object){
if(object==null){
for(int i=0;i<size;i++){
if(elementData[i]==null){
fastRemove(i);
return true;
}
}
}else{
for(int i=0;i<size;i++){
if(elementData[i].equals(object)){
fastRemove(i);
return true;
}
}
}
return false;
}
remove():首先调用get()方法，通过下标得到此单元存储的元素值。这个方法返回就是这个元素值。计算出删除此元素需要挪动的元素个数。如果挪动的元素个数>0,那么调用System.arraycopy()方法，得到一个移动后的数组。elementData[--size]=null，移动后的数组剩余一个存储没有任何元素的单元，那么size--，把没有存储任何元素的单元置为null，通知GC清除无用的内存。
讲解:System.arraycopy(src, srcPos, dest, destPos, length)
src:源数组
srcPos：源数组要复制元素的起始位置
dest：目的数组
destPos：目的数组把复制的元素放置的起始位置
length:复制元素的长度
public E remove(int index){
rangeCheck(index);
modCount++;
E oldValue=get(index);
int movedNum=size-1-index;
if(movedNum>0){
System.arraycopy(elementData,index+1, elementData, index, movedNum);
}
elementData[--size]=null;
return oldValue;
}
removeRange():需要注意的是toIndex指的是要删除的最后一个元素的下一个元素的下标。思路和remove()是一样的，只是remove()是删除一个元素，removeRange()删除的是多个元素。
public void removeRange(int fromIndex,int toIndex){
modCount++;
// int movedNum=size-1-(toIndex-1);
int movedNum=size-toIndex;
if(movedNum>0){
System.arraycopy(elementData, toIndex, elementData, fromIndex, movedNum);
}
int newSize=size+fromIndex-toIndex;
for(int i=newSize;i<size;i++){
elementData[newSize]=null;
}
size=newSize;
}
源码附上
public class CmazList1<E> {
private static final Object[] DEFAULT_CAPACITY_ELEMENTDATA={};
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA={};
private static final int MAX_ARRAY_SIZE=Integer.MAX_VALUE-8;
private static int DEFAULT_CAPACITY=10;
private Object[] elementData;
private int modCount=0;
private int size;
public CmazList1(int inititalCapcacity){
if(inititalCapcacity>0){
this.elementData=new Object[inititalCapcacity];
}else if(inititalCapcacity==0){
this.elementData=EMPTY_ELEMENTDATA;
}else{
throw new IllegalArgumentException("参数错误");
}
}
public CmazList1(){
this.elementData=DEFAULT_CAPACITY_ELEMENTDATA;
}
public boolean contain(Object object){
return indexOf(object)>=0;
}
public int indexOf(Object object){
if(object==null){
for(int i=0;i<size;i++){
if(elementData[i]==null){
return i;
}
}
}else{
for(int i=0;i<size;i++){
if(elementData[i].equals(object)){
return i;
}
}
}
return -1;
}
public boolean add(Object object){
ensureCapacityInternal(size+1);
elementData[size++]=object;
return true;
}
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity){
if(this.elementData==DEFAULT_CAPACITY_ELEMENTDATA){
minCapacity=Math.max(minCapacity, DEFAULT_CAPACITY);
}
ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity){
modCount++;
if(minCapacity-elementData.length>0){
grow(minCapacity);
}
}
private void grow(int minCapacity){
int oldCapacity=elementData.length;
int newCapacity=oldCapacity+(oldCapacity>>1);
if(minCapacity-newCapacity>0){
newCapacity=minCapacity;
}
if(newCapacity-MAX_ARRAY_SIZE>0){
newCapacity=hugeCapacity(minCapacity);
}
this.elementData=Arrays.copyOf(elementData,newCapacity);
}
private int hugeCapacity(int minCapacity){
if(minCapacity<0){
throw new OutOfMemoryError();
}
return minCapacity>MAX_ARRAY_SIZE?Integer.MAX_VALUE:MAX_ARRAY_SIZE;
}
public boolean remove(Object object){
if(object==null){
for(int i=0;i<size;i++){
if(elementData[i]==null){
fastRemove(i);
return true;
}
}
}else{
for(int i=0;i<size;i++){
if(elementData[i].equals(object)){
fastRemove(i);
return true;
}
}
}
return false;
}
private void fastRemove(int index){
modCount++;
int movedNum=size-1-index;
if(movedNum>0){
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index, movedNum);
}
elementData[--size]=null;
}
public E remove(int index){
rangeCheck(index);
modCount++;
E oldValue=get(index);
int movedNum=size-1-index;
if(movedNum>0){
System.arraycopy(elementData,index+1, elementData, index, movedNum);
}
elementData[--size]=null;
return oldValue;
}
public E get(int index){
rangeCheck(index);
return (E) elementData[index];
}
@Override
public String toString() {
// TODO Auto-generated method stub
StringBuilder sb=new StringBuilder();
for(int i=0;i<size;i++){
sb.append(elementData[i]+" ");
}
return sb.toString();
}
public Object[] toArray(){
return Arrays.copyOf(this.elementData, size);
}
/**
* toIndex是指要删除的最后一个元素的下一个元素的下标
* 比如我要删除下标为5的元素，那么toIndex=6
* @param fromIndex
* @param toIndex
*/
public void removeRange(int fromIndex,int toIndex){
modCount++;
// int movedNum=size-1-(toIndex-1);
int movedNum=size-toIndex;
if(movedNum>0){
System.arraycopy(elementData, toIndex, elementData, fromIndex, movedNum);
}
//
int newSize=size+fromIndex-toIndex;
for(int i=newSize;i<size;i++){
elementData[newSize]=null;
}
size=newSize;
}
private void rangeCheck(int index){
if(index>=size||index<0){
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
}
private String outOfBoundsMsg(int index){
return "index:"+index+",size="+size;
}
}
尾言
数据结构和算法的复利性远比其他时髦技术要多的多。对于程序员来说，不进则死。
打好牢固的基础，一定是没有错的。笨鸟先飞，很适合我。
