一、自定义数组类的动机
java给定的数组为静态的,我们是无法对齐进行灵活的操作,比如指定位置添加元素,删除元素,判断是否非空等,于是我们便需要利用“面向对象”的设计模式,自定义一个数组类,将这些我们可能需要的方法功能封装进去,使得数组可以灵活进行增删改查判空等操作,即“动态数组”。
二、特点
该数组类的特点就是动态:即可以在用户添加数组新元素时,如果容量已满,会扩容到原来容量的两倍,这使得数组不再是静态的,而是可以与集合相似,进行扩容动作。然而也有相应的问题:如果数组删除若干元素后,数组的空闲容量大于等于总容量的一半时,我们可以认为,数组空间过剩,所以我们可以考虑适当的减小数组的容量来减小空间的浪费。但是问题也就在于此:如果数组容量为11,、12、15、18等这几个数及其倍数,那么我们该对数组容量减少多少合适呢,全部除以二肯定不合适(有余数),再设想,如果在100万容量的数组空出来了70万,那么我们减多少呢?固定的数值肯定不合适,所以我没有在类中写相关的缩小数组容量的方法,没有找到合适的解决方案。希望有大佬不吝赐教指点一下!
二、代码(注释均已写清楚)
package custom.array;
import java.util.ArrayList;
import java.util.NoSuchElementException;
/**
* @author ghCode
* 自定义数组泛型类,封装为属于自己的数组。
* 运用面向对象设计模式,将大量的方法封装到类,并泛化。
*/
public class CustomArray<E>{
private E[]data;//数组data
private Integer size=0;//数组实际存在的元素
/**
* 有参构造,传入capacity数组容量,即array.length
* @param capacity 数组容量
*/
public CustomArray(Integer capacity){
size=0;
data=(E[])new Object[capacity];//由于java不支持泛型直接实例化,所以要用Object类过渡然后强转。
}
/**
* 默认无参构造函数,将数组大小设置为10
*/
public CustomArray(){
this(10);
}
/**
*有参 构造函数
* @param array 用户传进数组
*/
public CustomArray(E[] array){
data=array;
size=array.length;
}
/**
* 获取数组现有元素个数
* @return
*/
public Integer getSize(){
return size;
}
/**
* 获取数组容量
* @return
*/
public Integer getCapacity(){
return data.length;
}
/**
* 判断数组是否为空
* @return
*/
public boolean isEmpty(){
return size==0;
}
/**
* 向指定索引位置添加元素进数组
* @param index 索引
* @param element 元素
*/
public void addIndexElement(Integer index,E element){
/*//先判断数组是否有空间能继续插入元素————使用动态数组扩容,无需判断空间是否够用。
if (size== data.length){
throw new IllegalArgumentException("The Array is full!!!");
}*/
//再判断参数是否合法!!!
if (index<0||index>size){//索引不能小于零且如果大于size则数组元素不连续
throw new IllegalArgumentException("Parameters index of illegal!!!");
}
if (size== data.length) {
resize((int) (data.length * 2.0));//进行扩容。
}
for (int i=size-1;i>=index;i--){
data[i+1]=data[i];
}
data[index]=element;
size++;
}
/**
* 在数组第一个位置添加元素。
* @param element 元素
*/
public void addFirst(E element){
addIndexElement(0,element);//复用addIndexElement方法
}
/**
* 在数组末尾添加元素
* @param element
*/
public void addLast(E element){
addIndexElement(size,element);//复用addIndexElement方法
}
/**
* 自定义toString方法,设计需要的的输出格式
* @return 数组基本信息及内容
*/
@Override
public String toString(){
StringBuilder sb=new StringBuilder();
sb.append(String.format("Array:size=%d, capacity=%d\n",size, data.length));//格式!
sb.append('[');
for (int i=0;i<size;i++){
sb.append(data[i]);
if (i<size-1){
sb.append(',');
}
}
sb.append(']');
return sb.toString();
}
/**
* 查找元素是否存在与数组中,存在则返回该元素索引,若找不到则抛出异常,
* 这里考虑数组元素可能重复,有多个索引结果。所以将元素存入ArrayList集合中
* @param element
* @return 存放索引集合
*/
public ArrayList<Integer> getElement(E element){
ArrayList indexList=new ArrayList();
for (int i=0;i<size;i++){
if (data[i]==element){
indexList.add(i);
}
}
if (indexList.isEmpty()){
throw new NoSuchElementException("Element no exist!");
}
return indexList;
}
/**
* 获取某个位置的元素
* @param index 索引
* @return 元素
*/
public E getIndexElement(int index){
//先判断索引是否合法
if (index<0||index>=size){
throw new IllegalArgumentException("Index is Illegal!");
}
return data[index];
}
/**
* 更新某个位置的元素值,并将旧元素返回,提高适用范围。
* @param index 索引
* @param element 新元素
*/
public E updateElement(int index,E element){
//先判断索引是否合法
if (index<0||index>=size){
throw new IllegalArgumentException("Index is Illegal!");
}
E oldElement=data[index];//将旧元素先保存
data[index]=element;
return oldElement;
}
/**
* 删除某个位置元素,并返回被删除掉的元素
* @param index 索引
* @return E 被删除的元素
*/
public E deleteElement(int index){
if (index<0||index>=size){
throw new IllegalArgumentException("Index is Illegal!");
}
E result=data[index];
for (int i=index+1;i<size;i++){
data[i-1]=data[i];
}
size--;
return result;
}
/**
* 删除头个元素
* @return 被删除的元素
*/
public E deleteFirst(){
return deleteElement(0);
}
/**
* 删除末尾元素
* @return 被删除的元素
*/
public E deleteLast(){
return deleteElement(size-1);
}
/**
* 判断某个元素是否存在于数组中,若存在则删除。
* @param element
*/
public void JudgeDelete(E element){
ArrayList<Integer> eList = getElement(element);
for (Integer index : eList) {
deleteElement(index);
}
}
/**
* 当数组已满或闲置空间大于等于容量一半时,才可调用
* 扩容数组,重置data的容量,使得数组变为像arrayList那样的动态数组。
* @param newCapacity 新的容量 此处扩容为2倍,避免出现小数容量
*/
private void resize(int newCapacity){
E[] newData=(E[])new Object[newCapacity];//构造一个新数组,因为java不支持new一个E类型,所以要Object强转。
for (int i=0;i< data.length;i++){
newData[i]=data[i];//将data里的元素,放入newData中
}
data=newData;
}
}
三、未解决的问题
对于这个自定义数组类,我尚未实现对于数组的正序跟逆序排序,因为对于泛型,java无法对其进行加减运算,而在排序方法中继承Comparable接口进行对于元素大小的比较,但是数组data却无法作为参数参与到方法中,提示:E类型的data实例化的问题,想了很多办法一直无法顺利解决,希望有会的朋友能给我指点,一定虚心请教。