List接口
首先我們需要定義所有需要的方法，比如添刪該查等
public interface List<E> {
/**
* 返回線性表的大小，即數據的元素
*/
int size();
/**
* 根據索引獲得數據元素
*/
E get(int index);
/**
* 線性表是否為空
*/
boolean isEmpty();
/**
* 線性表是否包含元素
*/
boolean contains(Object o);
/**
* 返回數據元素e在線性表中的序列號
*/
int indexOf(Object o);
/**
* 將數據元素E添加到線性表末尾
*/
boolean add(E e);
/**
* 添加到指定的位置
*/
void add(int index, E element);
/**
* 將e添加到元素obj之前
*/
void addBefore(E obj, E e);
/**
* 將e添加到元素obj之后
*/
void addAfter(E obj, E e);
/**
* 刪除序列號index位置的元素
*/
E remove(int index);
/**
* 刪除線性表中第一個和e相同的元素
*/
boolean removeValue(Object e);
/**
* 替換線性表中index中的元素e
*/
E set(int index, E element);
/**
* 清空數組
*/
void clear();
}
實現ArrayList
- 首先我們需要參數。一個數組和這個數組的大小
private Object[] elementData;
//元素的個數
private int size;
這時候，我們會發現數組沒有初始化，我們可以用構造函數對其進行初始化,這里我為了方便測試(懶)，我設置數組的大小是4
//返回默認的數組
public ArrayList() {
//默認初始化4個數組
this(4);
}
public ArrayList(int initialCapacity) {
//給數組分配空間
if (initialCapacity > 0) {
this.elementData = new Object[initialCapacity];
} else {
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: " +
initialCapacity);
}
}
有幾個方法特別簡單，就不闡述了，直接貼代碼
@Override
public int size() {
return size;
}
@Override
public E get(int index) {
if (index < 0 || index >= size) {
throw new IndexOutOfBoundsException("Array index is out of bounds");
}
return (E) elementData[index];
}
@Override
public boolean isEmpty() {
return size == 0;
}
/**
* 改變索引index值,并返回舊值
*/
@Override
public E set(int index, E element) {
E oldValue = (E) elementData[index];
elementData[index] = element;
return oldValue;
}
添加元素到線性表的最后
- 這里需要考慮的一個就是數組的擴容問題，首先我們什么時候進行數組的擴容，比如，我當前數組的大小size是4，當前數組的長度lenght也是4，這時候我們添加數據的時候size就是5了，這時候數組的長度4肯定不夠,就需要擴容。
- 那么擴容多少？Java中提供的是增長50%
- 怎么擴容呢？簡單點來說就是new一個數組，其大小是原本數組的大小+原本的數組的大小/2,然后將原本的數據拷貝進去，你可以for循環，這里可以調用Java提供了一個Arrays.copyOf方法，有兩個參數，第一個參數返回新的數組，第二參數新數組的長度
/**
* 擴容
*/
private void grow(int minCapacity) {
//判斷下個添加的時候位置夠不夠,不夠就進行擴容
if (minCapacity > elementData.length) {
//獲取舊數組的長度
int oldCapacity = elementData.length;
//指定新數組的長度=舊數組的長度+舊數組的長度的一半
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
//將舊的數組拷貝到新的數組
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
}
回到剛才添加方法，首先第一步我們需要判斷添加一個參數之后的大小，是否需要擴容，之后給數組的最后一個位置設置值，然后對size進行加1
/**
* 將數據元素e添加到線性表末
*/
@Override
public boolean add(E e) {
grow(size + 1);
elementData[size++] = e;
System.out.println("elementData length is:" + elementData.length);
return true;
}`
-
添加值到指定的位置
這里需要弄清楚如何添加
image.png
首先我們需要將要被添加的索引的位置之后的所有值往后移動一位，隨后要被添加位置就會被空出來，然后重新設值進去。這里我們使用Java中的 System.arraycopy方法,其源碼如下
public static native void arraycopy(Object var0, int var1, Object var2, int var3, int var4);
第一個參數：原數組
第二個參數：從原數組什么位置開始復制
第三個參數：新數組
第四個參數：從新數組什么位置開始拷貝
第五個參數：舊數組要拷貝的長度
@Override
public void add(int index, E element) {
//判斷是否需要擴容
grow(size + 1);
//從elementData數據index位置開始到size-index的所有數據拷貝到elementData的index+1開始到最后的位置
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, size - index);
elementData[index] = element;
//size一定要記得++
size++;
}
將e添加到元素obj之前
在此之前需要判斷元素obj是否存在并獲得它的下標
@Override
public boolean contains(Object o) {
return indexOf(o) > -1;
}
/**
* 返回數據元素e在線性表中的序列號
*/
@Override
public int indexOf(Object o) {
if (o == null) {
//可能添加了空數據
for (int i = 0; i < size; i++) {
if (elementData[i] == null) {
return i;
}
}
} else {
//進行for循環
for (int i = 0; i < size; i++) {
if (elementData[i] == o) {
return i;
}
}
}
return -1;
}
首先判斷需不需要擴容，第二步，判斷是否含有obj元素，若有則獲取其的下標，然后和add一樣的思路
/**
* 將e添加到元素obj之前
*/
@Override
public void addBefore(E obj, E e) {
grow(size + 1);
if (contains(obj)) {
//首先找到obj的下標
int index = indexOf(obj);
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, size - index);
elementData[index] = e;
size++;
} else {
//如果obj不存在，e就默認添加第一個位置
add(0, e);
size++;
}
}
將e添加到元素obj之后
/**
* 將e添加到元素obj之后
*/
@Override
public void addAfter(E obj, E e) {
grow(size + 1);
if (contains(obj)) {
//首先找到obj的下標
int index = indexOf(obj);
System.arraycopy(elementData, index + 1, elementData, index + 2, size - index - 1);
elementData[index + 1] = e;
size++;
} else {
//如果obj不存在，e就默認添加最后一個位置
add(e);
size++;
}
}
刪除序列號index位置的元素,并返回舊值
image.png
@Override
public E remove(int index) {
E oldValue = (E) elementData[index];
System.arraycopy(elementData, index + 1, elementData, index, size - index - 1);
//最后一個位置的數據設置為空
elementData[--size] = null;
return oldValue;
}
刪除元素e
@Override
public boolean removeValue(Object e) {
for (int index = 0; index < size; index++) {
if (e.equals(elementData[index])) {
remove(index);
return true;
}
}
return false;
}
