ArrayList的实现

ArrayList实现

　　本文给出ArrayList的简单实现，ArrayList内部采用数组实现，因此具有较快的元素访问速度，但同时不利于元素的插入和删除，如当在最前端插入元素，会导致所有其余所有元素后移一位，造成N次迭代，复杂度O(N)。实现其简单的增删改查，提供自动扩充功能，并内置迭代器，可以进行增广遍历。

功能描述

• 提供易于使用的ArrayList泛型实现，避免与类库冲突，命名为MyArrayList，其包含的主要细节如下：
  
  • MyArrayList保持基础数组，数组的容量，以及存储在MyArrayList中当前的项数；
  • MyArrayList设计一种机制用来改变数组容量，通过获得一个新数组，将老数组的内容复制到新数组，允许JVM回收老数组；
  • MyArrayList提供set和get的实现；
  • MyArrayList提供基本的例程。如size(), clear(), isEmpty()等典型的单行程序；同时提供remove和两个版本的add，一个在任意位置添加，一个在集合末端添加，并且数组容量不足，add方法将扩充数组；
  • MyArrayList提供一个实现Iterator接口的类，该类存储迭代序列中的下一个下标，并提供next, hasNext, remove方法实现。MyArrayList的迭代器方法直接返回实现Iterator接口的该类的一个新的实例，代码中采用两种方式，私有内部类和嵌套类实现迭代器。

代码实现

package com.yam.base;import java.util.Iterator;import java.util.NoSuchElementException;/** * ArrayList的实现 * @author: Ympery * @date: 2017/3/8 11:10. */public class MyArrayList<AnyType> implements Iterable<AnyType> {    /**     * 默认大小     */    private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;    /**     * 集合大小     */    private int theSize;    /**     * 类型数组     */    private AnyType[] theItems;    public MyArrayList() { clear(); }    /**     * 清理集合     */    public void clear() {        theSize = 0;        ensureCapacity(DEFAULT_CAPACITY);    }    /**     * 返回集合容量     * @return 大小     */    public int size() { return theSize; }    /**     * 判断是否为空     * @return     */    public boolean isEmpty() { return 0 == size(); }    /**     * 将集合缩减到内容大小     */    public void trimToSize() { ensureCapacity(size()); }    /**     * 获取集合元素     * @param idx 位置     * @return     */    public AnyType get(int idx) {        if (0 > idx || idx >= size())            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException();        return theItems[idx];    }    /**     * 根据元素位置设置该元素值     * @param idx 位置     * @param newVal 要设置的值     * @return 该元素原有的值     */    public AnyType set(int idx, AnyType newVal) {        if (0 > idx || idx >= size())            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException();        AnyType old = theItems[idx];        theItems[idx] = newVal;        return old;    }    /**     * 列表copy，容量的扩张和收缩     * @param newCapacity     */    public void ensureCapacity(int newCapacity) {        if (newCapacity < theSize)            return;        AnyType[] old = theItems;        // 因为泛型数组的创建时非法的，因此创建一个有界数组，强制转换        theItems = (AnyType[]) new Object[newCapacity];        for (int i = 0; i < size(); i++)            theItems[i] = old[i];    }    /**     * 在list的末端插入x     * @param x     * @return     */    public boolean add(AnyType x) {        add(size(), x);        return true;    }    /**     * 向集合中插入元素（任意位置）     * @param idx     * @param x     */    public void add(int idx, AnyType x) {        /**         * 判断当前元素个数，是否需要扩充集合大小         */        if (theItems.length == size())            ensureCapacity(size() * 2 + 1);        for (int i = theSize; i > idx; i--)            theItems[i] = theItems[i - 1];        theItems[idx] = x;        theSize++;    }    /**     * 删除指定位置元素     * @param idx     * @return     */    public AnyType remove(int idx) {        AnyType removedItem = theItems[idx];        for (int i = idx; i < size(); i++)            theItems[i] = theItems[i++];        theSize--;        return removedItem;    }    /**     * 获取一个当前集合的迭代器     * @return     */    /*public Iterator<AnyType> iterator() {        return new ArrayListIterator();    }*/    /**     * 内部类构造集合迭代器     */    /*private class ArrayListIterator implements Iterator<AnyType>{        *//**         * 记录当前遍历位置         *//*        private int current = 0;        */    /**     * 是否由下一个元素     *     * @return     *//*        @Override        public boolean hasNext() {            return current < theSize;        }        @Override        public AnyType next() {            if (!hasNext())                throw new NoSuchElementException();            return theItems[current++];        }        @Override        public void remove() {            MyArrayList.this.remove(--current);        }    }*/    /**     * 这里在获取迭代器必须传入该集合本身     * @return     */    public ArrayListIterator<AnyType> iterator() {        return new ArrayListIterator<>(this);    }    /**     * 使用嵌套类构造集合迭代器     * @param <AnyType>     */    private static class ArrayListIterator<AnyType> implements Iterator<AnyType> {        /*         * 当前位置         */        private int current = 0;        private MyArrayList<AnyType> theList;        public ArrayListIterator(MyArrayList list){            theList = list;        }        @Override        public boolean hasNext() {            return current < theList.size();        }        @Override        public AnyType next() {            if (!hasNext())                throw new NoSuchElementException();            return theList.theItems[current++];        }        @Override        public void remove() {            theList.remove(--current);        }    }    /**     * 测试     * @param args     */    public static void main(String[] args) {        MyArrayList<Character> strList = new MyArrayList<>();        char c = 'a';        for (int i = 0; i < 15; i++)            strList.add(c++);        for(char ch : strList)            System.out.print(ch + " ");        System.out.println("删除之前：" + strList.size());        strList.remove(5);        for(char ch : strList)            System.out.print(ch + " ");        System.out.println("删除之后：" + strList.size());    }}

　　注：代码中的注释部分是采用内部类迭代器实现，文章最后采用了嵌套类实现（我习惯吧静态内部类称作嵌套类），两者区别这里不做赘述。