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数据结构------- 数组二次封装 数组的增 删 改 查

程序员文章站 2022-03-22 19:16:56
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最近学习数据结构,把课程作业整理一下!

数组二次封装,包含数组的增 删  改 查 ,通过泛型定义数组,可动态修改数组长度;

import java.security.PublicKey;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

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) {
        //不能 new 一个泛型,所以定义一个Object(父类),转成对应的泛型
        data = (E[]) new Object[capacity];
        size = 0;
    }

    //无参构造 默认数组的容量capacity=10
    public Array() {
        this(10);
    }

    // 获取数组的容量
    public int getCapacity() {
        return data.length;
    }

    //获取数组中的元素个数
    public int getSize() {
        return size;
    }

    //返回数组是否为空
    public boolean isEmpty() {
        return size == 0;
    }

    // 在index索引的位置插入一个新元素e
    public void add(int index, E e) {
        if (index < 0 || index > size) {
            //抛出异常
            throw new IllegalArgumentException("Add failed. Require index >= 0 and index <= size.");
        }
        if (size == data.length) {
            //动态扩容
            resize(2 * data.length);
        }
        for (int i = size - 1; i >= index; i--) {
            data[i + 1] = data[i];
        }
        data[index] = e;
        size++;
    }

    // 向所有元素后添加一个新元素
    public void addLast(E e) {
        add(size, e);
    }

    // 在所有元素前添加一个新元素
    public void addFirst(E e) {
        add(0, e);
    }

    // 获取index索引位置的元素
    public E get(int index) {
        if (index < 0 || index >= size) {
            throw new IllegalArgumentException("Get failed. Index is illegal.");
        }
        return data[index];
    }

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

    // 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;
    }

    // 查找数组中元素e所在的所有索引集合,如果不存在元素e,则返回空集合
    public ArrayList<Integer> findAll(E e) {
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            if (data[i].equals(e)) {
                list.add(i);
            }
        }
        return list;
    }

    // 从数组中删除index位置的元素, 返回删除的元素
    public E remove(int index) {
        if (index < 0 || index >= size) {
            throw new IllegalArgumentException("Get failed. Index is illegal.");
        }
        E e = data[index];
        for (int i = index + 1; i < size; i++) {
            data[i - 1] = data[i];
        }
        size--;
        data[size] = null;
        //动态修改数组长度,data.length/4 防止复杂度震荡
        if (size == data.length / 4 && data.length / 2 != 0) {
            resize(data.length / 2);
        }
        return e;
    }

    // 从数组中删除第一个元素, 返回删除的元素
    public E removeFirst() {
        return remove(0);
    }

    // 从数组中删除最后一个元素, 返回删除的元素
    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);
        }
    }

    // 从数组中删除所有的元素e
    public void removeAllElement(E e) {
        List<Integer> indexs = findAll(e);

        if (indexs != null && indexs.size() > 0) {
            for (int i = 0; i < indexs.size(); i++) {
                remove(indexs.get(i)-i);
            }
        }
    }

    @Override
    public String toString() {
        StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer();
        stringBuffer.append(String.format("Array: size = %d , capacity = %d\n", size, data.length));
        stringBuffer.append("[");
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            stringBuffer.append(data[i]);
            if (i != size - 1) {
                stringBuffer.append(", ");
            }
        }
        stringBuffer.append("]");
        return stringBuffer.toString();

    }

    // 将数组空间的容量变成newCapacity大小
    private void resize(int newCapacity) {
        E[] newData = (E[]) new Object[newCapacity];
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            newData[i] = data[i];
        }
        data = newData;
    }
}

其中 增删操作的时间复杂度为 O(n),因为调用了 resize() 方法, 均摊时间复杂度为O(1);

当已知索引时,改查时间复杂度为O(1),未知索引时,时间复杂度为O(n);