说起数组，想必很多人都不会陌生，是的，在每一种编程语言中，基本都会有数组这种数据类型。不过，它不仅仅是一种编程语言中的数据类型，还是一种最基础的数据结构。尽管数组看起来非常基础、简单，但是我估计很多人都并没有深入的理解该数据结构。例如让你自定义实现属于自己的动态数组（类似Java中的ArrayList），你是否能够做到呢？接下来让我们看看如何自定义实现自己的动态数组吧。

一、了解数组的基本用法

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = new int[10];
        for(int i = 0 ; i < arr.length ; i ++)
            arr[i] = i;

        int[] scores = new int[]{100, 99, 66};
        for(int i = 0 ; i < scores.length ; i ++)
            System.out.println(scores[i]);
        
        for(int score: scores)
            System.out.println(score);

        scores[0] = 96;

        for(int i = 0 ; i < scores.length ; i ++)
            System.out.println(scores[i]);
    }
}

二、自定义实现动态数组

首先我们需要自定义一个数组类，基本框架如下：

public class DynamicArray<E> {
    private E[] data;

    // 用于记录数组中元素个数
    private int size;

    // 构造函数，传入数组的容量capacity构造Array
    public DynamicArray(int capacity){
        data = (E[])new Object[capacity];
        size = 0;
    }

    // 无参数的构造函数，默认数组的容量capacity=10
    public DynamicArray(){
        this(10);
    }

    // 获取数组的容量
    public int getCapacity(){
        return data.length;
    }

    // 获取数组中的元素个数
    public int getSize(){
        return size;
    }

    // 返回数组是否为空
    public boolean isEmpty(){
        return size == 0;
    }

    // 扩容或缩容操作
    // 将数组空间的容量变成newCapacity大小
    private void resize(int newCapacity){

        E[] newData = (E[])new Object[newCapacity];
        for(int i = 0 ; i < size ; i ++)
            newData[i] = data[i];
        data = newData;
    }
}	

2.1、插入元素操作

思想：在指定index位置插入一个新元素，需要将data[index]空出来，故此需要将index到size-1位置的元素都向后挪一个位置，具体过程如下所示：

// 在index索引的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.");

    // 数组存储空间已被用完，需进行扩容操作
    if(size == data.length)
        resize(2 * data.length);
    
    // 依次将index~size-1索引位置的元素向后挪一个位置
    for(int i = size - 1; i >= index ; i --)
        data[i + 1] = data[i];

    data[index] = e;

    size ++;
}

// 向所有元素后添加一个新元素
public void addLast(E e){
    add(size, e);
}

// 在所有元素前添加一个新元素
public void addFirst(E e){
    add(0, e);
}

2.2、查找元素操作

// 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].equals(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].equals(e))
            return i;
    }
    return -1;
}

// 获取index索引位置的元素
public E get(int index){
    if(index < 0 || index >= size)
        throw new IllegalArgumentException("Get failed. Index is illegal.");
    return data[index];
}

2.3、删出元素操作

思想：删除指定index位置的元素，只需要从data[index]覆盖即可，即index+1到size位置的元素都向前挪一个位置，具体过程如下图所示：

// 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 is illegal.");

    E ret = data[index];
    for(int i = index + 1 ; i < size ; i ++)
        data[i - 1] = data[i];
    size --;
    data[size] = null; // loitering objects != memory leak

    // 缩容操作
    if(size == data.length / 4 && data.length / 2 != 0)
        resize(data.length / 2);
    return ret;
}

// 从数组中删除第一个元素, 返回删除的元素
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);
}

2.4、修改元素操作

// 修改index索引位置的元素为e
public void set(int index, E e){
    if(index < 0 || index >= size)
        throw new IllegalArgumentException("Set failed. Index is illegal.");
    data[index] = e;
}