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本文實例講述了Java封裝數組之動態數組實現方法。分享給大家供大家參考，具體如下：
前言：在此之前，我們封裝的數組屬于靜態數組，也即數組空間固定長度，對于固定長度的數組當元素超過容量時會報數組空間不足。為了能更好的使用數組，我們來實現一個可以自動擴充容量的數組。
實現思路：
1.當數組容量達到事先定義值時創建一個空間是data數組兩倍的newData數組（擴容）；
2.把data數組中的元素全部賦值到newData數組中；
3.把data數組重新執行newData數組。
一、定義核心擴容方法
// 數組擴容
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、改進之前的數組添加元素方法（數組空間不夠時自動擴容 --原理空間的2倍）
//在第index個位置插入一個新元素
public void add(int index, E e) {
//(1)判斷當前需要插入值的位置是否合理，合理則轉入(3),否則拋出位置不合法異常
if (index < 0 || index > size)
throw new IllegalArgumentException("您選擇的位置不合法");
//(2)先判斷當前數組容量是否已滿，滿則進行容量擴充
if (size == data.length)
resize(data.length * 2);
//將index位置之后的元素往后依次移動一位
for (int i = size - 1; i >= index; i--) {
//(3)將index之后的元素依次往后移動一位，然后將新元素插入到index位置
data[i + 1] = data[i];
}
data[index] = e;
//(4)維護size值
size++;
}
三、改進之前的數組刪除元素方法（數組空間空閑太大就會縮容（原來空間的1/2））
//從數組中刪除index位置的元素，返回刪除的元素
public E remove(int index) {
//1.判斷索引的選擇是否合法
if (index < 0 || index > size)
throw new IllegalArgumentException("您選擇的位置不合法");
//2.先存儲需要刪除的索引對應的值
E ret = data[index];
//將索引為index之后（index）的元素依次向前移動
for (int i = index + 1; i < size; i++) {
//3.執行刪除--實質為索引為index之后（index）的元素依次向前移動，將元素覆蓋
data[i - 1] = data[i];
}
//4.維護size變量
size--;
// loitering objects != memory leak 手動釋放內存空間
data[size] = null;
if (size == data.length / 2) {
resize(data.length / 2);
}
//5.返回被刪除的元素
return ret;
}
通過以上，我們就可以實現一個動態的數組。
測試一下改進后的代碼：
1.測試addLast()
DynamicArray<Integer> arr=new DynamicArray<Integer>(10);
for (int i = 0; i < 10; i++) {
arr.addLast(i);
}
System.out.println("添加數組元素：");
System.out.println(arr);
結果為：
2.測試add(int index,E e)方法
arr.add(1, 100);
System.out.println("在數組指定索引位置插入元素e：");
System.out.println(arr);
結果：
現在數組已經從剛才定義的容量為10個變為了容量為20個，數組中元素為11個，為此實現了數組擴容。
3.測試removeLast方法
System.out.println("刪除數組最后一個元素：");
arr.removeLast();
System.out.println(arr);
結果為：
此時我們可以看出，刪除一個元素之后，數組容量又從新變為了10個。
本節所有代碼：
/**
* 3.動態數組
* 數組容量可變
*/
public class DynamicArray<E> {
//使用private 的目的是防止用戶從外界修改，造成數據不一致
private E[] data;
private int size;//數組中元素個數
//構造函數，傳入數組的容量capacity構造Array函數
public DynamicArray(int capacity) {
data = (E[]) new Object[capacity];//泛型不能直接實例化
size = 0;
}
//無參構造函數，默認數組的容量capacity=10
public DynamicArray() {
this(10);
}
//獲取數組中元素個數
public int getSize() {
return size;
}
//獲取數組的容量
public int getCapacity() {
return data.length;
}
//獲取數據是否為空
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表示此時的最后一個元素
}
//在所有元素之前添加一個新元素
public void addFirst(E e) {
add(0, e);//0表示第一個位置
}
//在第index個位置插入一個新元素
public void add(int index, E e) {
//(1)判斷當前需要插入值的位置是否合理，合理則轉入(3),否則拋出位置不合法異常
if (index < 0 || index > size)
throw new IllegalArgumentException("您選擇的位置不合法");
//(2)先判斷當前數組容量是否已滿，滿則進行容量擴充
if (size == data.length)
resize(data.length * 2);
//將index位置之后的元素往后依次移動一位
for (int i = size - 1; i >= index; i--) {
//(3)將index之后的元素依次往后移動一位，然后將新元素插入到index位置
data[i + 1] = data[i];
}
data[index] = e;
//(4)維護size值
size++;
}
//獲取index索引位置的元素
public E get(int index) {
//(1)判斷當前需要插入值的位置是否合理，合理則轉入(2),否則拋出位置不合法異常
if (index < 0 || index > size)
throw new IllegalArgumentException("您選擇的位置不合法");
//(2)返回索引index對應的值
return data[index];
}
//獲取最后一個元素
public E getLast() {
return get(size - 1);
}
//獲取第一個元素
public E getFirst() {
return get(0);
}
//修改index索引位置的元素為e
void set(int index, E e) {
//(1)判斷當前需要插入值的位置是否合理，合理則轉入(2),否則拋出位置不合法異常
if (index < 0 || index > size)
throw new IllegalArgumentException("您選擇的位置不合法");
//(2)修改索引index對應的值
data[index] = e;
}
//查找數組中是否包含元素e
public boolean contains(E e) {
for (int i = 0; i < size; i++) {
if (data[i] == e)
return true;
}
return false;
}
//查找數組中元素e所在的索引（只是一個），如果不存在元素e，則返回-1；
public int find(E e) {
for (int i = 0; i < size; i++) {
if (data[i] == e)
return i;
}
return -1;
}
//從數組中刪除index位置的元素，返回刪除的元素
public E remove(int index) {
//1.判斷索引的選擇是否合法
if (index < 0 || index > size)
throw new IllegalArgumentException("您選擇的位置不合法");
//2.先存儲需要刪除的索引對應的值
E ret = data[index];
//將索引為index之后（index）的元素依次向前移動
for (int i = index + 1; i < size; i++) {
//3.執行刪除--實質為索引為index之后（index）的元素依次向前移動，將元素覆蓋
data[i - 1] = data[i];
}
//4.維護size變量
size--;
// loitering objects != memory leak 手動釋放內存空間
data[size] = null;
//縮容操作
if (size == data.length / 2 && data.length != 0) {
resize(data.length / 4);
}
//5.返回被刪除的元素
return ret;
}
//從數組中刪除第一個元素，返回刪除的元素
public E removeFirst() {
return remove(0);
}
//從數組中刪除最后一個元素，返回刪除的元素
public E removeLast() {
return remove(size - 1);
}
//從數組中刪除元素（只是刪除一個）
public void removeElement(E e) {
int index = find(e);
if (index != -1)
remove(index);
}
// 數組擴容方法
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=%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();
}
}
測試代碼：
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("添加數組元素：");
System.out.println(arr);
arr.add(1, 100);
System.out.println("在數組指定索引位置插入元素e：");
System.out.println(arr);
System.out.println("刪除數組最后一個元素：");
arr.removeLast();
System.out.println(arr);
}
}
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希望本文所述對大家java程序設計有所幫助。
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