ArrayList顺序表

原创已于 2023-08-03 22:29:02 修改 · 1k 阅读

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#开发语言 #数据结构 #java

于 2023-07-18 22:37:04 首次发布

文章详细介绍了ArrayList的基本概念、内部原理，包括其作为线性表的特性，以及如何自我实现一个简单的顺序表。还探讨了ArrayList的扩容机制，并提供了具体的添加、删除、查找等操作示例。此外，提到了ArrayList在多线程环境中的线程不安全问题。

集合的概要

Java 集合框架 Java Collection Framework ，又被称为容器 container ，是定义在 java.util 包下的一组接口 interfaces和其实现类 classes
在这里插入图片描述

ArrayList集合原理

ArrayList是线性表，而线性表有：顺序表(ArrayList)、链表(LinkedList)、栈(Stack)、队列(Queue)…
顺序表：一般情况下采用数组存储，在数组上完成数据的增删查改。
在这里插入图片描述

ArrayList自我实现

我这里将框架给大家。大家可以自己实现一下。

public class SeqList {
private int[] array;
private int size;
// 默认构造方法
SeqList(){ 

}
// 将顺序表的底层容量设置为initcapacity
SeqList(int initcapacity){

}
// 新增元素,默认在数组最后新增
public void add(int data) {
 }
// 在 pos 位置新增元素
public void add(int pos, int data) {
 }
// 判定是否包含某个元素
public boolean contains(int toFind) { 
return true;
 }
// 查找某个元素对应的位置
public int indexOf(int toFind) {
 return -1;
  }
// 获取 pos 位置的元素
public int get(int pos) { 
return -1; 
}
// 给 pos 位置的元素设为 value
public void set(int pos, int value) { 
}
//删除第一次出现的关键字key
public void remove(int toRemove) {
 }
// 获取顺序表长度
public int size() { 
return 0; 
}
// 清空顺序表
public void clear() { 
}
// 打印顺序表，注意：该方法并不是顺序表中的方法，为了方便看测试结果给出的
public void display() {
 }
}

我进行的ArrayList的数据结构

public class MyArraylist {

    public int[] elem;
    public int usedSize;//0
    //默认容量
    private static final int DEFAULT_SIZE = 10;

    public MyArraylist() {
        this.elem = new int[DEFAULT_SIZE];
    }

    /**
     * 打印顺序表:
     * 根据usedSize判断即可
     */
    public void display() {
        for (int i = 0; i < usedSize; i++) {
            System.out.println(elem[i]);
        }
    }

    // 新增元素,默认在数组最后新增
    public void add(int data) {
        if (isFull()) {
            Arrays.copyOf(elem, elem.length * 2);
        }

        elem[usedSize] = data;
        usedSize++;
    }

    /**
     * 判断当前的顺序表是不是满的！
     *
     * @return true:满   false代表空
     */
    public boolean isFull() {
        if (usedSize < elem.length) {
            return true;
        } else {
            return false;
        }
    }

    private boolean checkPosInAdd(int pos) {

        return true;//合法
    }

    // 在 pos 位置新增元素
    public void add(int pos, int data) {
        if (isFull()) {
            Arrays.copyOf(elem, elem.length * 2);
        }
        int tmp = 0;
        for (int i = pos + 1; i < usedSize; i++) {
            tmp = elem[i];
            elem[i] = elem[i - 1];
        }
        elem[usedSize] = tmp;
        usedSize++;
    }


    // 判定是否包含某个元素
    public boolean contains(int toFind) {
        for (int i = 0; i < usedSize; i++) {
            if (elem[i] == toFind) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

    // 查找某个元素对应的位置
    public int indexOf(int toFind) {
        for (int i = 0; i < usedSize; i++) {
            if (elem[i] == toFind) {
                return i;
            }
        }
        return -1;
    }

    // 获取 pos 位置的元素
    public int get(int pos) throws RuntimeException {
        if (pos < 0 || pos > elem.length) {
            return -1;
        }
        //这里应该写抛出位置异常的，不过算了
        return elem[pos];
    }

    private boolean isEmpty() {
        if (usedSize == 0) {
            return true;
        }
        return false;
    }

    // 给 pos 位置的元素设为【更新为】 value
    public void set(int pos, int value) {
        if (pos < 0 || pos > elem.length) {
            return;
        }
        //这里应该写抛出位置异常的，不过算了
        elem[pos] = value;
    }

    /**
     * 删除第一次出现的关键字key
     *
     * @param key
     */
    public void remove(int key) {
        for (int i = 1; i < elem.length; i++) {
            if (key == elem[i]) {
                int tmp = elem[i];
                elem[i - 1] = elem[i];
            }
        }
        usedSize--;
    }

    // 获取顺序表长度
    public int size() {
        return elem.length;
    }

    // 清空顺序表
    public void clear() {
        usedSize = 0;
    }

ArrayList具体的操作

返回值	方法	解释
boolean	add(E e)	尾插 e
void	add(int index, E element)	将 e 插入到 index 位置
boolean	addAll(Collection<? extends E> c)	尾插 c 中的元素
E	remove(int index)	删除 index 位置元素
boolean	remove(Object o)	删除遇到的第一个 o
E	get(int index)	获取下标 index 位置元素
E	set(int index, E element)	将下标 index 位置元素设置为 element
void	clear()	清空
boolean	contains(Object o)	判断 o 是否在线性表中
int	indexOf(Object o)	返回第一个 o 所在下标
int	lastIndexOf(Object o)	返回最后一个 o 的下标
List	subList(int fromIndex, int toIndex)	截取部分 list

注意：
这里的E代表泛型，目前可以理解为所有类型都可以去填充容器（具体问题会在泛型的相关文章中体现）链接：

public static void main(String[] args) {
List<String> list = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
            list.add(i+"");
}
// 获取list中有效元素个数
System.out.println(list.size());
// 获取和设置index位置上的元素，注意index必须介于[0, size)间
System.out.println(list.get(1));
list.set(1, "k");
// 在list的index位置插入指定元素，index及后续的元素统一往后搬移一个位置
list.add(2, "l");
// 删除指定元素，找到了就删除，该元素之后的元素统一往前搬移一个位置
list.remove("3");
// 删除list中index位置上的元素，注意index不要超过list中有效元素个数,否则会抛出下标越界异常
list.remove(list.size()-1);
// 检测list中是否包含指定元素，包含返回true，否则返回false
if(!list.contains("9")){
list.add("9");
}
}