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数组
使用 Java 中的数组
声明十个元素的数组，并进行赋值操作
int[] arr = new int[10];
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
arr[i] = i;
}数组在声明的时候就有初始值
int[] scores = new int[]{100,99,66};
for(int i=0;i< scores.length ; i ++)
System.out.println(scores[1]);
for(int score: scores)//增强for
System. out. println(score);二次封装属于我们自己的数组
数组最大的优点:快速查询，例如scores[2]表名学号为2的学生分数，所以数组最好应用于“索引有语意’的情况。但并非所有有语意的索引都适用于数组，例如身份证号不适合作索引。
JAVA原本的数组是静态数组，我们将其二次封装为动态数组。我们将会创建Array类，对其中的data数组进行增删改查。
size：数组实际使用的容量。capacity：数组容量。
构造函数初始化数组，并进行简单的操作：
public class Array {
private int[] data;
private int size;
//构造函数，传入数组的容量capacity构造Array
public Array(int capacity) {
data = new int[capacity];
size = 0;
}
//无参数的构造函数，默认数组的容量capacity=10
public Array() {
this(10); //用户没必要非要传入一个容量参数，我们将其默认设定
}
//获取数组中的元素个数
public int getSize(){
return size;
}
//获取数组的容量
public int getCapacity(){
return data.length;
}
//判空
public boolean isEmpty(){
return size == 0;
}
}
向数组中添加元素
数组末添加元素
//向所有元素后添加一个新元素
public void addLast(int e){
if(size == data.length)
throw new IllegalArgumentException("AddLast failed. Array is full.");
data [size] = e;
size++;
//data [size++] = e;
}指定位置添加元素
注意：
1.不能直接在指定位置添加元素，否则会对原有元素覆盖
2.对指定位置及其之后的元素后移
3.添加之后记得size++
//在第Index个位置插入一个新元素e
public void add(int index, int e) {
if (size == data.length)
throw new IllegalArgumentException("Add faiLed. Array is full.");
if (index < 0 || index > size)
throw new IllegalArgumentException("Add failed. Require index >= 0 and index <= size");
//每一个元素都向后挪一个位置，直到挪到index这个元素
//注意此时index位置上并不是没有元素，index位置上还是原来的元素，只是现在可以放心的将这个位置上的元素覆盖掉了
for (int i = size - 1; i >= index; i--) {
data[i + 1] = data[i];//后一个索引位置赋上前一个索引元素
}
data[index] = e;
size++;
}addLast方法也可以复用add方法:
//向所有元素后添加一个新元素
public void addLast(int e){
add(size, e);
}查询元素和修改元素
toString方法打印数组：
@Override
public String toString(){
StringBuilder res = new StringBuilder();
res.append(String. format("Array: size = %d，capacity = %d\n", size, data));
res. append('[');
for(int i=0 ;1< size ;i ++){
res.append(data[i]);
if(i != size-1)
res.append(", ");
}
res.append(']');
return res.toString();
}测试：
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Array arr = new Array(20);
for (int i = 0; i < 10; i++)
arr.addLast(i);
System.out.println(arr);
arr.add(1, 100);
System.out.println(arr);
}
}
获取和修改：
//获取index索引位置的元素
int get(int index){
if (index<0||index>=size)
throw new IllegalArgumentException("Get failed. Index is illegal");
return data[index];
}
//修改index索引位置的元素
void set(int index,int e){
if (index<0||index>=size)
throw new IllegalArgumentException("Set failed. Index is illegal");
data[index] = e;
}数组中包含和搜索
//查找数组中是否有元素e
public boolean contains(int 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，如果不存在元素e，则返回-1
public int find(int e){
for(int i=0 ;i<size; i ++){
if(data[i] == e)
return i;
}
return -1;
}数组中删除
指定索引：
//从数组中删除index位置的元素，返回删除的元素
public int remove(int index){
if (index<0||index>=size)
throw new IllegalArgumentException("Remove failed.Index id illegal.");
int ret = data[index];
for(int i = index+1; i < size; i++) {
data[i-1] = data[i];
}
size--;
return ret;
}
//从数组中删除第一个元素，返回删除的元素
public int removeFirst(){
return remove(0);
}
//从数组中删除最后一个元素，返回删除的元素
public int removeLast(){
return remove(size - 1);
}
//从数组中删除元素e
public void removeElement(int e){
int index = find(e);
if(index != -1)
remove( index);
}注意：
1.要删除的这个元素的位置后面的元素都要上左移动
2.删除任务结束之后size–
size既表示有多少元素，又表示第一个没有元素的位置，也就是说如果要向整个数组末尾添加元素的时候，就要添加到size的位置。
2.size下有元素是没有问题的，因为用户是看不到size所指元素的（用户指定的索引要满足index>=0&&index<size）。
测试：
arr.remove(2):
System.out.println(arr);
arr.removeELement(4);
System.out.println(arr);
arr.removeFirst();
System.out.println(arr);泛型类
表示Array盛放的数据类型为E，至于这个E是什么，则可以在具体使用的时候再进行声明。
修改为泛型之后的完整代码：
public class Array<E> {
private E[] data;
private int size;
//构造函数，传入数组的容量capacity构造Array
public Array(int capacity) {
// data = new E[capacity];//对于java语言来讲不支持new一个泛型
data = (E[])new Object[capacity];//合法方式
size = 0;
}
//无参数的构造函数，默认数组的容量capacity=10
public Array() {
this(20); //用户没必要非要传入一个容量参数，我们将其默认设定
}
//获取数组中的元素个数
public int getSize() {
return size;
}
//获取数组的容量
public int getCapacity() {
return data.length;
}
//判空
public boolean isEmpty() {
return size == 0;
}
//获取index索引位置的元素
E get(int index){
if (index<0||index>=size)
throw new IllegalArgumentException("Get failed. Index is illegal");
return data[index];
}
//修改index索引位置的元素
void set(int index,E e){
if (index<0||index>=size)
throw new IllegalArgumentException("Set failed. Index is illegal");
data[index] = e;
}
//查找数组中是否有元素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，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;
}
//向所有元素后添加一个新元素
public void addLast(E e) {
if (size == data.length)
throw new IllegalArgumentException("AddLast failed. Array is full.");
data[size] = e;
size++;
//data [size++] = e;
}
//从数组中删除index位置的元素，返回删除的元素
public E remove(int index){
if (index<0||index>=size)
throw new IllegalArgumentException("Remove failed.Index id illegal.");
E ret = data[index];
for(int i = index+1; i < size; i++) {
data[i-1] = data[i];
}
size--;
data[size] = null;
return ret;
}
//从数组中删除第一个元人，返回创除的元素
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e
public void removeElement(E e){
int index = find(e);
if(index != -1)
remove( index);
}
//在第Index个位置插入一个新元素e
public void add(int index, E e) {
if (size == data.length)
throw new IllegalArgumentException("Add faiLed. Array is full.");
if (index < 0 || index > size)
throw new IllegalArgumentException("Add failed. Require index >= 0 and index <= size");
//每一个元素都向后挪一个位置，直到挪到index这个元素
for (int i = size - 1; i >= index; i--) {
data[i + 1] = data[i];//后一个索引位置赋上前一个索引元素
}
data[index] = e;
size++;
}
@Override
public String toString(){
StringBuilder res = new StringBuilder();
res.append(String.format("Array: size = %d，capacity = %d\n", 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();
}
}
再次声明：Array<Integer> arr = new Array<>(20);
将Student类作为泛型：
动态数组
假设现在有一个空间为4的数组并且已经装满了，如果再添加元素将会抛出异常。但是我们可以进行其他操作。
我们可以再开创一个新数组，新数组的容量比原来要大一些，capacity变为8，size不变，将data指向新数组，此时data和newdata指向的是同一片内存空间。这一整个过程封装在一个函数当中，当函数执行完毕之后newdata就失效了，而data是全局变量，保持指向新数组。那么原来的旧数组因为没人指着了，JAVA的垃圾回收机制会将其回收。
//私有方法，用户不能自己来调用
private void resize(int newCapacity){
E[] newData = (E[]) new Object[newCapacity];
for (int i = 0; i < size; i++)
newData[i] = data[i];
data = newData;
}添加元素：
//在第Index个位置插入一个新元素e
public void add(int index, E e) {
if (index < 0 || index > size)
throw new IllegalArgumentException("Add failed. Require index >= 0 and index <= size");
if (size == data.length)
// throw new IllegalArgumentException("Add faiLed. Array is full.");//当数组满了之后不载抛出异常，而是将其增加空间
resize(2* data.length); //扩容
//每一个元素都向后挪一个位置，直到挪到index这个元素
for (int i = size - 1; i >= index; i--) {
data[i + 1] = data[i];//后一个索引位置赋上前一个索引元素
}
data[index] = e;
size++;
}
测试：
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Array<Integer> arr = new Array<>(10);
for (int i = 0; i < 10; i++)
arr.addLast(i);
System.out.println(arr);
arr.add(1, 100);//满了之后再次增加元素
System.out.println(arr);
}
}
在删除操作当中也可以resize：
//从数组中删除index位置的元素，返回删除的元素
public E remove(int index){
if (index<0||index>=size)
throw new IllegalArgumentException("Remove failed.Index id illegal.");
E ret = data[index];
for(int i = index+1; i < size; i++) {
data[i-1] = data[i];
}
size--;
data[size] = null;
//当数组删除到只剩下数组空间的二分之一时
if (size == data.length/2)
resize(data.length/2);//缩小容量
return ret;
}
简单的复杂度分析
对于增删的操作，如果只对最后一个元素操作则是只需要O(1)，之所以还是O(n)，是因为还有resize操作，需要把整个数组元素复制一遍。
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