Java数据结构之对数组的操作

数组的基础实现

public class Array {

    private int[] data;
    private int size;

    /**
     * 构造函数
     * @param capacity
     */
    public Array(int capacity) {
        data = new int[capacity];
        size = 0;
    }

    /**
     * 无参构造函数，初始化数组容量为10
     */
    public Array() {
        this(10);
    }

    /**
     * 获取数组大小
     * @return
     */
    public int getSize() {
        return size;
    }

    /**
     * 获取数组容量
     * @return
     */
    public int getCapacity() {
        return data.length;
    }

    /**
     * 判空
     * @return
     */
    public boolean isEmpty() {
        return size == 0;
    }

    /**
     * 末尾添加元素
     * @param e
     */
    public void addLast(int e) {
        add(size, e);
    }

    /**
     * 在头插入元素
     * @param e
     */
    public void addFirst(int e) {
        add(0, e);
    }

    /**
     * 在某一位置添加元素
     * @param index
     * @param e
     */
    public void add(int index, int e) {
        if(size == data.length) {
            throw new IllegalArgumentException("容量错误!");
        }else if(index < 0 || index > size){
            throw new IllegalArgumentException("容量错误!");
        }else{
            for(int i = size - 1; i >= index; i-- ){
                data[i + 1] = data[i];
            }
            data[index] = e;
            size++;
        }
    }

    /**
     * 获取index索引的元素
     * @param index
     * @return
     */
    public int get(int index) {
        if(index < 0 || index >= size)
            throw new IllegalArgumentException("容量错误!");
        return data[index];
    }

    /**
     * 设置某一位置的元素
     * @param index
     * @param e
     */
    public void set(int index, int e) {
        if(index < 0 || index >= size)
            throw new IllegalArgumentException("容量错误!");
        data[index] = e;
    }

    /**
     * 某一个元素是否包含
     * @param e
     * @return
     */
    public boolean contains(int e) {
        for(int i = 0; i < size; i++) {
            if(data[i] == e)
                return true;
        }
        return false;
    }

    /**
     * 返回某一元素的索引下标
     * @param e
     * @return
     */
    public int find(int e) {
        for(int i = 0; i < size; i++) {
            if(data[i] == e)
                return i;
        }
        return -1;
    }


    /**
     * 删除某一元素
     * @param index
     * @return
     */
    public int remove(int index) {
        if(index < 0 || index >= size)
            throw new IllegalArgumentException("容量错误!");
        int ret = data[index];
        for(int i = index + 1; i < size; i++){
            data[i - 1] = data[i];
        }
        size--;
        return ret;
    }

    /**
     * 删除第一个
     * @return
     */
    public int removeFirst() {
        return remove(0);
    }

    /**
     * 删除最后一个
     * @return
     */
    public int removeLast() {
        return remove(size - 1);
    }

    /**
     * 查找某一元素并删除
     * @param e
     * @return
     */
    public int removeElement(int e) {
        int index = find(e);
        if(index != -1)
            return remove(index);
        return -1;
    }

    /**
     * 遍历数组
     * @return
     */
    @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();
    }
}

进阶版数组(使用泛型)

public class Array<E> {

    private E[] data;
    private int size;

    /**
     * 构造函数
     * @param capacity
     */
    public Array(int capacity) {
        // 泛型数组无法直接new出
        data = (E[])new Object[capacity];
        size = 0;
    }

    /**
     * 无参构造函数，初始化数组容量为10
     */
    public Array() {
        this(10);
    }

    /**
     * 获取数组大小
     * @return
     */
    public int getSize() {
        return size;
    }

    /**
     * 获取数组容量
     * @return
     */
    public int getCapacity() {
        return data.length;
    }

    /**
     * 判空
     * @return
     */
    public boolean isEmpty() {
        return size == 0;
    }

    /**
     * 末尾添加元素
     * @param e
     */
    public void addLast(E e) {
        add(size, e);
    }

    /**
     * 在头插入元素
     * @param e
     */
    public void addFirst(E e) {
        add(0, e);
    }

    /**
     * 在某一位置添加元素
     * @param index
     * @param e
     */
    public void add(int index, E e) {
        if(size == data.length) {
            throw new IllegalArgumentException("容量错误!");
        }else if(index < 0 || index > size){
            throw new IllegalArgumentException("容量错误!");
        }else{
            for(int i = size - 1; i >= index; i-- ){
                data[i + 1] = data[i];
            }
            data[index] = e;
            size++;
        }
    }

    /**
     * 获取index索引的元素
     * @param index
     * @return
     */
    public E get(int index) {
        if(index < 0 || index >= size)
            throw new IllegalArgumentException("容量错误!");
        return data[index];
    }

    /**
     * 设置某一位置的元素
     * @param index
     * @param e
     */
    public void set(int index, E e) {
        if(index < 0 || index >= size)
            throw new IllegalArgumentException("容量错误!");
        data[index] = e;
    }

    /**
     * 某一个元素是否包含
     * @param e
     * @return
     */
    public boolean contains(E e) {
        for(int i = 0; i < size; i++) {
            if(data[i].equals(e))
                return true;
        }
        return false;
    }

    /**
     * 返回某一元素的索引下标
     * @param e
     * @return
     */
    public int find(E e) {
        for(int i = 0; i < size; i++) {
            if(data[i].equals(e))
                return i;
        }
        return -1;
    }

    /**
     * 删除某一元素
     * @param index
     * @return
     */
    public E remove(int index) {
        if(index < 0 || index >= size)
            throw new IllegalArgumentException("容量错误!");
        E ret = data[index];
        for(int i = index + 1; i < size; i++){
            data[i - 1] = data[i];
        }
        size--;
        data[size] = null;  // 去掉闲散对象
        return ret;
    }

    /**
     * 删除第一个
     * @return
     */
    public E removeFirst() {
        return remove(0);
    }

    /**
     * 删除最后一个
     * @return
     */
    public E removeLast() {
        return remove(size - 1);
    }

    /**
     * 查找某一元素并删除
     * @param e
     * @return
     */
    public void removeElement(E e) {
        int index = find(e);
        if(index != -1)
            remove(index);
    }

    /**
     * 遍历数组
     * @return
     */
    @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();
    }

}

终极版(动态数组)

public class Array<E> {

    private E[] data;
    private int size;

    /**
     * 数组扩容
     * @param newCapacity
     */
    private void resize(int newCapacity) {
        E[] newData = (E[])new Object[newCapacity];
        for(int i = 0; i < size; i++) {
            newData[i] = data[i];
        }
        data = newData;
    }

    /**
     * 构造函数
     * @param capacity
     */
    public Array(int capacity) {
        // 泛型数组无法直接new出
        data = (E[])new Object[capacity];
        size = 0;
    }

    /**
     * 无参构造函数，初始化数组容量为10
     */
    public Array() {
        this(10);
    }

    /**
     * 获取数组大小
     * @return
     */
    public int getSize() {
        return size;
    }

    /**
     * 获取数组容量
     * @return
     */
    public int getCapacity() {
        return data.length;
    }

    /**
     * 判空
     * @return
     */
    public boolean isEmpty() {
        return size == 0;
    }

    /**
     * 末尾添加元素
     * @param e
     */
    public void addLast(E e) {
        add(size, e);
    }

    /**
     * 在头插入元素
     * @param e
     */
    public void addFirst(E e) {
        add(0, e);
    }

    /**
     * 在某一位置添加元素
     * @param index
     * @param e
     */
    public void add(int index, E e) {
        if(size == data.length) {
            resize(2 * data.length);
        }else if(index < 0 || index > size){
            throw new IllegalArgumentException("容量错误!");
        }else{
            for(int i = size - 1; i >= index; i-- ){
                data[i + 1] = data[i];
            }
            data[index] = e;
            size++;
        }
    }




    /**
     * 获取index索引的元素
     * @param index
     * @return
     */
    public E get(int index) {
        if(index < 0 || index >= size)
            throw new IllegalArgumentException("容量错误!");
        return data[index];
    }


    /**
     * 设置某一位置的元素
     * @param index
     * @param e
     */
    public void set(int index, E e) {
        if(index < 0 || index >= size)
            throw new IllegalArgumentException("容量错误!");
        data[index] = e;
    }

    /**
     * 某一个元素是否包含
     * @param e
     * @return
     */
    public boolean contains(E e) {
        for(int i = 0; i < size; i++) {
            if(data[i].equals(e))
                return true;
        }
        return false;
    }

    /**
     * 返回某一元素的索引下标
     * @param e
     * @return
     */
    public int find(E e) {
        for(int i = 0; i < size; i++) {
            if(data[i].equals(e))
                return i;
        }
        return -1;
    }


    /**
     * 删除某一元素
     * @param index
     * @return
     */
    public E remove(int index) {
        if(index < 0 || index >= size)
            throw new IllegalArgumentException("容量错误!");
        E ret = data[index];
        for(int i = index + 1; i < size; i++){
            data[i - 1] = data[i];
        }
        size--;
        data[size] = null;  // 去掉闲散对象
        // 减少数组容量
        if(size == data.length / 4 && data.length / 2 != 0)
            resize(data.length / 2);
        return ret;
    }


    /**
     * 删除第一个
     * @return
     */
    public E removeFirst() {
        return remove(0);
    }


    /**
     * 删除最后一个
     * @return
     */
    public E removeLast() {
        return remove(size - 1);
    }

    /**
     * 查找某一元素并删除
     * @param e
     * @return
     */
    public void removeElement(E e) {
        int index = find(e);
        if(index != -1)
            remove(index);
    }

    /**
     * 遍历数组
     * @return
     */
    @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();
    }

}