自己动手实现Java的ArrayList

接口设计

int size(); // 元素数量
boolean isEmpty(); // 是否为空
boolean contains(E element); // 是否包含某个元素
void add(E element); // 添加元素到最后面
E get(int index); // 返回index位置对应的元素
E set(int index); // 设置index位置对应的元素
void add(int index, E element); // 往index位置添加对应的元素
E remove(int index); // 删除index位置对应的元素
int indexOf(E element); // 查看元素的位置
void clear(); // 清除所有元素

代码实现

package DataStructure.arraylist;

public class ArrayList<E> {

    /**
     * 元素的数量
     */
    private int size;
    /**
     * 所有的元素
     */
    private E[] elments;

    private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
    private static final int ELEMENT_NOT_FOUND = -1;

    public ArrayList(int capacity) {
        capacity = (capacity < DEFAULT_CAPACITY) ? DEFAULT_CAPACITY : capacity;
        elments = (E[]) new Object[capacity];
    }

    public ArrayList() {
        this(DEFAULT_CAPACITY);
    }

    /**
     * 清除所有元素
     */
    public void clear() {
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            elments[i] = null;
        }
        size = 0;
    }

    /**
     * 元素的数量
     */
    public int size() {
        return size;
    }

    /**
     * 是否为空
     */
    public boolean isEmpty() {
        return size == 0;
    }

    /**
     * 是否包含某个元素
     * @param element
     * @return
     */
    public boolean contains(E element) {
        return indexOf(element) != ELEMENT_NOT_FOUND;
    }

    /**
     * 添加元素到尾部
     * @param element
     */
    public void add(E element) {
        add(size, element);
    }

    /**
     * 获取index位置的元素
     * @param index
     * @return
     */
    public E get(int index) {
        rangeCheck(index);
        return elments[index];
    }

    /**
     * 设置index位置的元素
     * @param index
     * @param element
     * @return
     */
    public E set(int index, E element) {
        rangeCheck(index);

        E old = elments[index];
        elments[index] = element;
        return old;
    }

    /**
     * 在index位置插入一个元素
     * @param index
     * @param element
     */
    public void add(int index, E element) {
        rangeCheckForAdd(index);

        ensureCapacity(size + 1);

        for (int i = size; i > index; i--) {
            elments[i] = elments[i - 1];
        }
        elments[index] = element;
        size++;
    }

    /**
     * 删除index位置的元素
     * @param index
     * @return
     */
    public E remoeve(int index) {
        rangeCheck(index);
        E oldElement = elments[index];
        for (int i = index + 1; i < size; i++) {
            elments[i - 1] = elments[i];
        }
        elments[--size] = null;
        return oldElement;
    }

    /**
     * 查看元素的索引
     * @param element
     * @return
     */
    public int indexOf(E element) {
        if (element == null) {
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                if (elments[i] == null) {
                    return i;
                }
            }
        } else {
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                if (element.equals(elments[i])) {
                    return i;
                }
            }
        }
        return ELEMENT_NOT_FOUND;
    }

    /**
     * 保证要有capacity的容量
     * @param capacity
     */
    private void ensureCapacity(int capacity) {
        int oldCapacity = elments.length;
        if (oldCapacity >= capacity) return;

        // 新容量为旧容量的1.5倍
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
        E[] newElements = (E[]) new Object[newCapacity];
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            newElements[i] = elments[i];
        }
        elments = newElements;

        System.out.println(oldCapacity + "扩容为：" + newCapacity);
    }

    private void outOfBounds(int index) {
        throw new IndexOutOfBoundsException("Index: " + index + ", Size:" + size);
    }

    private void rangeCheck(int index) {
        if (index < 0 || index >= size) {
            outOfBounds(index);
        }
    }

    private void rangeCheckForAdd(int index) {
        if (index < 0 || index > size) {
            outOfBounds(index);
        }
    }

    @Override
    public String toString() {
        StringBuilder string = new StringBuilder();
        string.append("size=").append(size).append(", [");
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            if (i != 0) {
                string.append(", ");
            }
            string.append(elments[i]);
        }
        string.append("]");
        return string.toString();
    }
}