Java封装数组之动态数组实现方法详解

本文实例讲述了Java封装数组之动态数组实现方法。分享给大家供大家参考，具体如下：

前言：在此之前，我们封装的数组属于静态数组，也即数组空间固定长度，对于固定长度的数组当元素超过容量时会报数组空间不足。为了能更好的使用数组，我们来实现一个可以自动扩充容量的数组。

实现思路：

1.当数组容量达到事先定义值时创建一个空间是data数组两倍的newData数组（扩容）；

2.把data数组中的元素全部赋值到newData数组中；

3.把data数组重新执行newData数组。

一、定义核心扩容方法

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

二、改进之前的数组添加元素方法（数组空间不够时自动扩容 --原理空间的2倍）

//在第index个位置插入一个新元素 public void add(int index, E e) { //(1)判断当前需要插入值的位置是否合理，合理则转入(3),否则抛出位置不合法异常 if (index < 0 || index > size) throw new IllegalArgumentException('您选择的位置不合法'); //(2)先判断当前数组容量是否已满，满则进行容量扩充 if (size == data.length) resize(data.length * 2); //将index位置之后的元素往后依次移动一位 for (int i = size - 1; i >= index; i--) { //(3)将index之后的元素依次往后移动一位，然后将新元素插入到index位置 data[i + 1] = data[i]; } data[index] = e; //(4)维护size值 size++; }

三、改进之前的数组删除元素方法（数组空间空闲太大就会缩容（原来空间的1/2））

//从数组中删除index位置的元素，返回删除的元素 public E remove(int index) { //1.判断索引的选择是否合法 if (index < 0 || index > size) throw new IllegalArgumentException('您选择的位置不合法'); //2.先存储需要删除的索引对应的值 E ret = data[index]; //将索引为index之后（index）的元素依次向前移动 for (int i = index + 1; i < size; i++) { //3.执行删除--实质为索引为index之后（index）的元素依次向前移动，将元素覆盖 data[i - 1] = data[i]; } //4.维护size变量 size--; // loitering objects != memory leak 手动释放内存空间 data[size] = null; if (size == data.length / 2) { resize(data.length / 2); } //5.返回被删除的元素 return ret; }

通过以上，我们就可以实现一个动态的数组。

测试一下改进后的代码：

1.测试addLast()

DynamicArray<Integer> arr=new DynamicArray<Integer>(10); for (int i = 0; i < 10; i++) { arr.addLast(i); } System.out.println('添加数组元素：'); System.out.println(arr);

结果为：

2.测试add(int index,E e)方法

arr.add(1, 100); System.out.println('在数组指定索引位置插入元素e：'); System.out.println(arr);

结果：

现在数组已经从刚才定义的容量为10个变为了容量为20个，数组中元素为11个，为此实现了数组扩容。

3.测试removeLast方法

System.out.println('删除数组最后一个元素：'); arr.removeLast(); System.out.println(arr);

结果为：

此时我们可以看出，删除一个元素之后，数组容量又从新变为了10个。

本节所有代码：

/** * 3.动态数组 * 数组容量可变 */public class DynamicArray<E> { //使用private 的目的是防止用户从外界修改，造成数据不一致 private E[] data; private int size;//数组中元素个数 //构造函数，传入数组的容量capacity构造Array函数 public DynamicArray(int capacity) { data = (E[]) new Object[capacity];//泛型不能直接实例化 size = 0; } //无参构造函数，默认数组的容量capacity=10 public DynamicArray() { this(10); } //获取数组中元素个数 public int getSize() { return size; } //获取数组的容量 public int getCapacity() { return data.length; } //获取数据是否为空 public boolean iEmpty() { return size == 0; } //向所有元素后添加元素 public void addLast(E e) { add(size, e);//size表示此时的最后一个元素 } //在所有元素之前添加一个新元素 public void addFirst(E e) { add(0, e);//0表示第一个位置 } //在第index个位置插入一个新元素 public void add(int index, E e) { //(1)判断当前需要插入值的位置是否合理，合理则转入(3),否则抛出位置不合法异常 if (index < 0 || index > size) throw new IllegalArgumentException('您选择的位置不合法'); //(2)先判断当前数组容量是否已满，满则进行容量扩充 if (size == data.length) resize(data.length * 2); //将index位置之后的元素往后依次移动一位 for (int i = size - 1; i >= index; i--) { //(3)将index之后的元素依次往后移动一位，然后将新元素插入到index位置 data[i + 1] = data[i]; } data[index] = e; //(4)维护size值 size++; } //获取index索引位置的元素 public E get(int index) { //(1)判断当前需要插入值的位置是否合理，合理则转入(2),否则抛出位置不合法异常 if (index < 0 || index > size) throw new IllegalArgumentException('您选择的位置不合法'); //(2)返回索引index对应的值 return data[index]; } //获取最后一个元素 public E getLast() { return get(size - 1); } //获取第一个元素 public E getFirst() { return get(0); } //修改index索引位置的元素为e void set(int index, E e) { //(1)判断当前需要插入值的位置是否合理，合理则转入(2),否则抛出位置不合法异常 if (index < 0 || index > size) throw new IllegalArgumentException('您选择的位置不合法'); //(2)修改索引index对应的值 data[index] = e; } //查找数组中是否包含元素e public boolean contains(E e) { for (int i = 0; i < size; i++) { if (data[i] == e)return true; } return false; } //查找数组中元素e所在的索引（只是一个），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] == e)return i; } return -1; } //从数组中删除index位置的元素，返回删除的元素 public E remove(int index) { //1.判断索引的选择是否合法 if (index < 0 || index > size) throw new IllegalArgumentException('您选择的位置不合法'); //2.先存储需要删除的索引对应的值 E ret = data[index]; //将索引为index之后（index）的元素依次向前移动 for (int i = index + 1; i < size; i++) { //3.执行删除--实质为索引为index之后（index）的元素依次向前移动，将元素覆盖 data[i - 1] = data[i]; } //4.维护size变量 size--; // loitering objects != memory leak 手动释放内存空间 data[size] = null; //缩容操作 if (size == data.length / 2 && data.length != 0) { resize(data.length / 4); } //5.返回被删除的元素 return ret; } //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（只是删除一个） public void removeElement(E e) { int index = find(e); if (index != -1) remove(index); } // 数组扩容方法 private void resize(int newCapacity) { E[] newData = (E[]) new Object[newCapacity]; for (int i = 0; i < size; i++) { newData[i] = data[i]; } data = newData; } @Override public String toString() { StringBuilder res = new StringBuilder(); res.append(String.format('Array:size=%d, capacity=%dn', 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(); }}

测试代码：

public class test { public static void main(String[] args) { DynamicArray<Integer> arr=new DynamicArray<Integer>(10); for (int i = 0; i < 10; i++) { arr.addLast(i); } System.out.println('添加数组元素：'); System.out.println(arr); arr.add(1, 100); System.out.println('在数组指定索引位置插入元素e：'); System.out.println(arr); System.out.println('删除数组最后一个元素：'); arr.removeLast(); System.out.println(arr); }}

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希望本文所述对大家java程序设计有所帮助。