Java-动态数组实现

• 该数组可动态扩容，缩容，支持泛型
• 缩容是等到数组大小为四分之一容量的原因？为什么不是等到二分之一立刻缩容那？
  • 初始定义10为容量，当添加到第十个元素时，扩容为2倍，即容量为20
  • 这时，如果重复进行删除增添的操作，就会反复扩容缩容
  • 所以选择四分之一当前长度是为了留一个缓冲的 空间，防止这种情况的发生

package dataStructure;

public class Array<E> {
    private E[] data;
    private int size;

    public Array(int capacity) {
        data = (E[]) new Object[capacity];
        size = 0;
    }

    public Array() {
        this(10);
    }

    public int getSize() {
        return size;
    }

    public int getCapacity() {
        return data.length;
    }

    public boolean isEmpty() {
        return size == 0;
    }

    // 在index索引位置，增加一个元素e
    public void add(int index, E e) {
        if (index < 0 || index > size) {
            throw new IllegalArgumentException("Add failed. Array is full");
        }
        if (size == data.length) {
            resize(2 * data.length);
        }
        for (int i = size - 1; i >= index; i--) {
            data[i + 1] = data[i];
        }
        data[index] = e;
        size++;
    }


    public void addLast(E e) {
        add(size, e);
    }

    public void addFirst(E e) {
        add(0, e);
    }

    // 根据index索引位置查找元素
    public E get(int index) {
        if (index < 0 || index >= size)
            throw new IllegalArgumentException("Find failed. Index is illegal");
        return data[index];
    }

    public E getLast() {
        return data[size - 1];
    }

    public E getFirst() {
        return data[0];
    }

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

    // 判断数组中是否存在某元素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，若不存在,返回-1
    public int find(E e) {
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            if (data[i] == e)
                return i;
        }
        return -1;
    }

    // 删除index索引的元素，并返回元素值
    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; i < size - 1; i++) {
            data[i] = data[i + 1];
        }
        size--;
        // data[size] = null;
        if (size == data.length / 4 && data.length / 2 != 0) {
            resize(data.length / 2);
        }
        return ret;
    }

    public E removeFirst() {
        return remove(0);
    }

    public E removeLast() {
        return remove(size - 1);
    }

    // 从数组中删除元素e（第一次发现到的）
    public void removeElement(E e) {
        int index = find(e);
        if (index != -1)
            remove(index);
    }

    @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();
    }

    // 容量不够自动扩容，容量减小到一定程度，缩容
    private void resize(int newCapacity) {
        E[] newData = (E[]) new Object[newCapacity];
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            newData[i] = data[i];
        }
        data = newData;
    }

}