三分钟“手撕”顺序表与ArrayList

前言：

实现顺序表的代码放开头，供大家更好的查阅，每个方法都有代码的实现。

其次我会讲解Java自带的ArrayList的实例，扩容机制ArrayList使用方法，遍历以及它的优缺点。

一、自己实现的顺序表

二、Java的ArrayList实例的扩容机制

三、ArrayList的使用

四、ArrayList的遍历

六、ArrayList的优缺点

一、自己实现的顺序表

package myarraylist;
//IList.java   
public interface IList {// 新增元素,默认在数组最后新增void add(int data);// 在 pos 位置新增元素void add(int pos, int data);// 判定是否包含某个元素boolean contains(int toFind);// 查找某个元素对应的位置int indexOf(int toFind);// 获取 pos 位置的元素int get(int pos);// 给 pos 位置的元素设为 valuevoid set(int pos, int value);//删除第一次出现的关键字toRemovevoid remove(int toRemove);//删除全部出现的关键字toRemovevoid removeAll(int toRemove);// 获取顺序表长度int size();// 清空顺序表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void display();//判断数组满了没，能不能继续插入数据Boolean isFull();
}package myarraylist;
//posNotLegalException.java
public class posNotLegalException extends RuntimeException{public posNotLegalException(){}public posNotLegalException(String msg){super(msg);}
}package myarraylist;
//MyArrayList.java
import java.util.Arrays;public class MyArrayList implements IList {public int[] elem;int usesize;public MyArrayList() {this.elem = new int[10];}//尾插@Overridepublic void add(int data) {if (isFull()) {elem = Arrays.copyOf(elem, 2 * elem.length);}this.elem[usesize] = data;this.usesize++;}@Overridepublic void add(int pos, int data) {try {posException(pos);} catch (posNotLegalException e) {e.printStackTrace();}if (isFull()) {elem = Arrays.copyOf(elem, 2 * elem.length);}for (int i = usesize - 1; i >= pos; i--) {elem[i + 1] = elem[i];}elem[pos] = data;usesize++;}private void posException(int pos) throws posNotLegalException {if (pos < 0 || pos > usesize) {throw new posNotLegalException("pos位置不合法");}}@Overridepublic boolean contains(int toFind) {for (int i = 0; i < usesize; i++) {if (elem[i] == toFind) {return true;}}return false;}@Overridepublic int indexOf(int toFind) {for (int i = 0; i < usesize; i++) {if (elem[i] == toFind) {return i;}}return -1;}@Overridepublic int get(int pos) {try {posExceptionOfGetAndSet(pos);} catch (posNotLegalException e) {e.printStackTrace();}return elem[pos];}@Overridepublic void set(int pos, int value) {try {posExceptionOfGetAndSet(pos);} catch (posNotLegalException e) {e.printStackTrace();}elem[pos] = value;}private void posExceptionOfGetAndSet(int pos) throws posNotLegalException{if (pos < 0 || pos >= usesize) {throw new posNotLegalException("get and set的pos位置不合法");}}@Overridepublic void remove(int toRemove) {int pos = indexOf(toRemove);if (pos == -1) {System.out.println("没有你要找的数据");return;}for (int i = pos; i < usesize - 1; i++) {elem[i] = elem[i + 1];}usesize--;}@Overridepublic void removeAll(int toRemove) {for (int i = 0; i < usedSize; i++) {if (elme[i] == toRemove) {for (int j = i; j < usedSize -1; j++) {elme[j] = elme[j + 1];}usedSize--;}}}@Overridepublic int size() {return usesize;}@Overridepublic void clear() {usesize = 0;}@Overridepublic void display() {for (int i = 0; i < usesize; i++) {System.out.print(elem[i] + " ");}System.out.println();}@Overridepublic Boolean isFull() {return usesize == elem.length;}
}

二、Java的ArrayList实例的扩容机制

ArrayList是一个类，它有三个构造函数

既然分配的是0空间，为什么可以add元素呢？

当调用不带参数的构造方法进行add方法的时候，第一次add会分配大小为10内存，若内存，就会按照1.5倍扩容。

【总结】

1. 检测是否真正需要扩容，如果是调用grow准备扩容

2. 预估需要扩容的大小初步预估按照1.5倍大小扩容如果用户所需大小超过预估1.5倍大小，则按照用户所需大小扩容真正扩容之前检测是否能扩容成功，防止太大导致扩容失败

3. 使用copyOf进行扩容

    public static void main(String[] args) {//构建一个空的列表List<Integer> list1=new ArrayList<>();//十个容量的列表List<Integer> list2=new ArrayList<>(10);list2.add(1);list2.add(2);list2.add(3);//list3构建好之后，与list中的元素一致ArrayList<Integer> list3=new ArrayList<>(list1);//不要省略类型，因为里面什么都可以放，很混乱List list4=new ArrayList();list4.add("111");list4.add(123);}

ArrayList和List有什么区别 ?

List是一个接口类型，ArrayList是一个类，这是他们两本质区别。

其次接口它能访问到的方法比较少，而ArrayList是当前对象的方法，所以ArrayList能访问到的方法比List多。

三、ArrayList的使用

Java自带的ArrayList常见的方法：

方法	功能
boolean add(E e)	尾插 e
void add(int index, E element)	将 e 插入到 index 位置
boolean addAll(Collection 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（左闭右开）

上面的E指的是泛型的种类（具体请看我之前的博客），

public static void main(String[] args) {ArrayList<Integer> list=new ArrayList<>();list.add(1);list.add(2);list.add(3);list.add(4);list.add(5);list.add(0,0);list.remove(0);list.remove(1);System.out.println(list);System.out.println(list.contains(3));list.get(2);list.set(1,2);System.out.println(list);ArrayList<Integer> list1=new ArrayList<>();list1.addAll(list);System.out.println(list1);//左闭右开System.out.println(list.subList(1, 3));}

其实，我们自己实现的顺序表方法的功能跟这个也大差不差，我们自己实现一遍顺序表基本上就游刃有余了。这个表格也不要刻意去背，我们需要的时候顺着表格找就行了。

四、ArrayList的遍历

public static void main(String[] args) {List<Integer> list=new ArrayList<>();list.add(1);list.add(2);list.add(3);list.add(4);//for循环遍历for (int i = 0; i < list.size(); i++) {System.out.println(list.get(i)+" ");}System.out.println();//foreach遍历for (Integer integer:list) {System.out.println(integer+" ");}System.out.println();//迭代器Iterator<Integer> it=list.listIterator();while (it.hasNext()){System.out.println(it.next()+" ");}System.out.println();}

用的比较多的是for和foreach（第一种和第二种），第三种简单了解就好了。

但是这里有个问题，为什么list要用get（i），不能直接list[i]呢？

答：list里面存的是Integer，而这东西是类，它不是简单的数据类型，Integer存的是地址，而不是值，相当于把值装箱（装箱也在我泛型博客右具体介绍）

六、ArrayList的优缺点

优点：

给了下标，找值特别快，复杂度是O（1）

缺点：

1.如果在任意位置插元素，删除元素。你需要用for循环，复杂度是O（N）

2.增容需要申请新空间，拷贝数据，释放旧空间。会有不小的消耗。

3.增容一般是呈2倍的增长，势必会有一定的空间浪费。例如当前容量为100，满了以后增容到200，我们再继续插入了5个数据，后面没有数据插入了，那么就浪费了95个数据空间。

问题：那有没有一种数据结构，可以解决顺序表的缺点？

答：有，那就是链表。（下一篇博客）