【Java ArrayList】底层方法的自我实现

🎁个人主页：User_芊芊君子
🎉欢迎大家点赞👍评论📝收藏⭐文章
🔍系列专栏：Java.数据结构

【前言】
ArrayList是Java集合框架中List接口的动态数组实现，可以方便的存储和操作数据。它提供了一系列方法，便于我们进行增删查改，这篇文章是进行ArrayList的一个自我实现，让我们从底层更深度地理解ArrayList（顺序表）

一、 定义ArrayList类

arr : 创建一个整型数组，用来存储数据； usedSize : 有效数据,也就是真实的元素个数;
DEFAULT_CAPACITY：默认数组容量
MyArrayList()：构造方法,初始化数组长度为默认的容量

public class MyArrayList implements IList{private int[] arr;//存储数据private int usedSize;//有效数据个数public static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;//默认数组容量public MyArrayList(){this.arr = new int[DEFAULT_CAPACITY];}

二、常见方法实现

ArrayList的常见方法如下：

1.add(int data)：新增元素，添加在数组后面

 public void add(int data) {//判断顺序表是否满了if (isFull()) {//扩容grow();}//存储this.arr[this.usedSize] = data;this.usedSize++;}public boolean isFull(){return this.usedSize == this.arr.length;}public void grow(){this.arr = Arrays.copyOf(this.arr,2*this.arr.length);}

添加元素时，要先检查数组是否已满（isFull() 通过比较数组的长度和元素个数），如果满了，就要进行扩容grow()，这里是copy两倍的数组容量，然后再进行存储

2.add(int pos, int data):再pos位置添加元素

public void add(int pos, int data) {//检查是不是满的if(isFull()){grow();}checkPos(pos,"add方法执行的时候pos位置不合法");//判断是不是放在usedSize位置if(pos == usedSize){arr[pos] = data;usedSize++;return;}//如果放在前面，就要移动数据for (int i = usedSize-1; i >= pos; i++) {arr[i+1] = arr[i];}arr[pos] = data;usedSize++;}private void checkPosAdd(int pos,String msg) {if (pos < 0 || pos > usedSize) {throw new PosIllegalityException(msg);}}

还是先要检查容量是否已满isFull()，满了就要进行扩容grow()，然后添加时，要先检查pos位置是否合法，如上图，pos < 0 || pos > usedSize就是不合法的，在这个范围则会抛出我们自定义的PosIllegalityException异常，正常情况下进行添加：将pos位置及后面的元素统统向后移动一个位置，为要添加的元素腾出位置，然后有效数据usedSize++

3.contains(int toFind)：判断是否包含某个元素

public boolean contains(int toFind) {for (int i = 0; i < this.usedSize; i++) {if(arr[i] == toFind){return true;}}return false;}

使用for循环遍历整个数组，if语句判断当前元素是否是你要找的元素toFind，是返回true，不是返回false

4.indexOf(int toFind):查找某个元素对应的位置

public int indexOf(int toFind) {for (int i = 0; i < this.usedSize; i++) {if(arr[i] == toFind){return i;}}return -1;}

同理：使用for循环遍历整个数组，if语句判断当前元素是否是你要找的元素toFind，是返回对应元素的下标i，不是返回-1

5.get(int pos):获取pos位置的元素

public int get(int pos) {if(isEmpty()){throw new EmptyListException("当前顺序表为空");}checkPos(pos,"get方法的pos位置不合法");return arr[pos];}private void checkPos(int pos,String msg){if (pos<0 || pos >= usedSize){throw new PosIllegalityException(msg);}}public boolean isEmpty(){return usedSize == 0;}

获取元素，先检查pos位置是否为空isEmpty(),如果为空，抛出我们的自定义异常EmptyListException，然后检查pos位置是否合法pos<0 || pos >= usedSize这个范围就是不合法的，抛出我们的自定义异常PosIllegalityException,最后就可以返回pos位置的元素

6.set(int pos, int value)：给pos位置的元素设为value

public void set(int pos, int value) {if(isEmpty()){throw new EmptyListException("当前顺序表为空");}checkPos(pos,"set方法执行的时候pos位置不合法"+pos);arr[pos] = value;}

替换时要先检查是否为空isEmpty()，为空抛出自定义异常EmptyListException,不为空检查pos位置是否合法，最后将给定的值替换指定的数组元素

7.remove(int toRemove)：删除第⼀次出现的关键字key

public void remove(int toRemove) {if(isEmpty()){throw new EmptyListException("当前顺序表为空");}//查找要删除数据的下标int index = indexOf(toRemove);if(index == -1){System.out.println("没有你要删除的数据");return;}for (int i = index; i < usedSize-1; i++) {arr[i] = arr[i+1];}usedSize--;}//arr[usedSize] = null;如果是引用类型，需要手动置空

还是先检查是否为空，然后可以通过indexOf(toRemove)查找要删除的元素，如果index == -1，则没有你要删除的元素，如果有，进行覆盖删除，让后面的元素逐一向前移动一个位置直到你要，直到覆盖掉你要删除的元素，最后将有效元素usedSize–

8.size()：获取顺序表⻓度

public int size() {return this.usedSize;}

9.clear()：清空顺序表

public void clear(){for (int i = 0; i < this.usedSize; i++) {arr[i] = 0;}usedSize = 0;}

三、总结

这篇文章只是从深度的实现了一下ArrayList提供的一系列方法，以便于更好地去理解和使用ArrayList,让我们认识到了，数据结构的学习和使用，要考虑到所有方面，对我们的逻辑思维能力要求很高，同样也会提高我们这方面的能力，相关的其他内容后面会详细道来