Java数据结构-01顺序表

一、定义

　　线性表是一种线性结构，它是具有相同类型的n(n≥0)个数据元素组成的有限序列。

二、存储分类

　　1.顺序存储：

　　　　①简述：是指将线性表中的各个元素依次存放在一组地址连续的存储单元中，通常将这种方法存储的线性表称为顺序表；数组中稍微复杂一点的是多维数组和动态数组。对于Java而言，Collection集合中提供了ArrayList和Vector。

　　　　②特点：数据是连续的；随机访问速度快；

 　　　  ③实现方式：一维数组

　　　　　

　　　　④顺序表相关操作：

　　　　　　A.顺序表的插入

　　　　　　　　

 　　　　　　B.顺序表的删除

　　　　　　　　

　　　　⑤代码实现(动态数组案例):　

@SuppressWarnings("unchecked")
public class ArrayList<E> {

    //数组中存在的元素数量（与容器大小不同，size<=DEFAULT_CAPACITY）
    private int size;

    //所有元素
    private E[] elements;

    //默认的容器大小
    private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
    //不存在默认返回的值
    private static final int ELEMENT_NOT_FOUND = -1;

    /**
     * 创建一个自定义容量大小的动态数组，自定义大小不能小于DEFAULT_CAPACITY
     *
     * @param capaticy 容量大小
     */
    public ArrayList(int capaticy) {
        capaticy = (capaticy < DEFAULT_CAPACITY) ? DEFAULT_CAPACITY : capaticy;
        elements = (E[]) new Object[capaticy];
    }

    public ArrayList() {
        this(DEFAULT_CAPACITY);
    }

    /**
     * 清除所有元素
     */
    public void clear() {
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            elements[i] = null;
        }
        size = 0;
    }

    /**
     * @return 元素的数量
     */
    public int size() {
        return size;
    }

    /**
     * @return 是否为空（true空  false不为空）
     */
    public boolean isEmpty() {
        return size == 0;
    }

    /**
     * @param element 所判断的元素
     * @return 是否包含某个元素（true包含 false不包含 ）
     */
    public boolean contains(E element) {
        return indexOf(element) != ELEMENT_NOT_FOUND;
    }

    /**
     * 添加元素到尾部
     *
     * @param element 添加的元素
     */
    public void add(E element) {
        add(size, element);
    }

    /**
     * 在index位置插入一个元素
     *
     * @param index
     * @param element
     */
    public void add(int index, E element) {
        //检查添加的位置对不对
        rangeCheckForAdd(index);
        //检测 size+1<=容器容量 (true不扩容 false扩容)
        ensureCapacity(size + 1);

        for (int i = size; i > index; i--) {
            elements[i] = elements[i - 1];
        }
        elements[index] = element;
        size++;
    }

    /**
     * 获取index位置的元素
     *
     * @param index
     * @return
     */
    public E get(int index) {
        rangeCheck(index);
        return elements[index];
    }

    /**
     * 修改在index位置的元素
     *
     * @param index
     * @param element
     * @return 原来的元素ֵ
     */
    public E set(int index, E element) {
        rangeCheck(index);

        E old = elements[index];
        elements[index] = element;
        return old;
    }


    /**
     * 删除index位置的元素
     *
     * @param index
     * @return
     */
    public E remove(int index) {
        rangeCheck(index);

        E old = elements[index];
        for (int i = index + 1; i < size; i++) {
            elements[i - 1] = elements[i];
        }
        elements[--size] = null;
        return old;
    }

    /**
     * 查看元素的索引
     *
     * @param element
     * @return
     */
    public int indexOf(E element) {
        if (element == null) {  // 1
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                if (elements[i] == null) return i;
            }
        } else {
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                if (element.equals(elements[i])) return i; // n
            }
        }
        return ELEMENT_NOT_FOUND;
    }

    /**
     * 保证要有capacity的容量
     *
     * @param capacity
     */
    private void ensureCapacity(int capacity) {
        //数组的容量，用length是为了获取自定义的容量
        int oldCapacity = elements.length;
        if (oldCapacity >= capacity) return;

        // 新容量为旧容量的1.5倍
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
        E[] newElements = (E[]) new Object[newCapacity];
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            newElements[i] = elements[i];
        }
        elements = newElements;

        System.out.println(oldCapacity + "扩容为" + newCapacity);
    }

    /**
     * 抛出越界异常
     * @param index
     */
    private void outOfBounds(int index) {
        throw new IndexOutOfBoundsException("Index:" + index + ", Size:" + size);
    }

    /**
     * 检查index是不是在[0,size]的范围
     * @param index
     */
    private void rangeCheck(int index) {
        if (index < 0 || index >= size) {
            outOfBounds(index);
        }
    }

    /**
     * 添加元素在index上时，判断index是否在[0,size)的范围
     * @param index
     */
    private void rangeCheckForAdd(int index) {
        if (index < 0 || index > size) {
            outOfBounds(index);
        }
    }

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