数据结构-数组

备忘录

最近准备找工作，翻一下数据结构书本想重温一下，顺手写了一下数组，没想到中间出了好几处错误，想了一下还是学完没总结的原因，现在总结一下。

数组介绍

数组是数据结构中比较简单容易理解的结构，在程序中有广泛的应用，如Java中常用的ArrayList就是动态数组的实现，总结特点是：

• 基于下标的查询速度快
• 内存连续
• 插入和删除较慢
• 容器扩容和缩容会花费大量时间

实现代码

public class Array<E> {

    /**
     * 当前数组中元素数量，永远指向第一个未赋值索引
     */
    private int size;
    /**
     * 容器容量
     */
    private int capacity;

    private E[] data = (E[]) new Object[0];

    public Array() {
        size = 0;
        capacity = 10;
        data = (E[]) new Object[capacity];
    }

    public Array(int capacity) {
        if (capacity <= 0) {
            throw new IllegalArgumentException("容器容量需要大于0");
        }
        size = 0;
        this.capacity = capacity;
        data = (E[]) new Object[capacity];
    }

    public void insert(E e, int index) {
        if (index < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("索引参数有误");
        }
        if (size >= capacity) {
            resize(capacity * 2);
        }
        for (int i = size; index < i; i--) {
            data[i] = data[i - 1];
        }
        data[index] = e;
        size++;
    }

    public void addFirst(E e) {
        insert(e, 0);
    }

    public void addLast(E e) {
        insert(e, size);
    }

    public boolean contains(E e) {
        for (E tmp : data) {
            if (tmp.equals(e)) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

    public E remove(int index) {
        if (index < 0 || index > size) {
            throw new IllegalArgumentException("索引参数异常");
        }
        E tmp = data[index];
        for (int i = index ; i < size - 1; i++) {
            data[i] = data[i + 1];
        }
        //加快元素回收
        data[size - 1] = null;
        size--;
        if (size <= capacity / 4 && capacity / 2 > 0) {
            resize(capacity / 2);
        }
        return tmp;
    }

    public E removeFirst() {
        return remove(0);
    }

    public E removeLast() {
        return remove(size - 1);
    }

    public int find(E e) {
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            if (data[i].equals(e)) {
                return i;
            }
        }
        return -1;
    }

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

        data = newData;
    }

    public int size(){
        return size;
    }

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


    @Override
    public String toString() {
        StringBuilder buf = new StringBuilder();
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            buf.append(data[i].toString());
            if (i < size - 1) {
                buf.append(",");
            }
        }
        return buf.toString();
    }


}

要点总结

1. size永远指向数组中第一个未赋值的索引
2. 元素添加需要扩容时，直接扩容，缩容时大量少于容器最大值时在缩容，减少数组复制的开销