步步为营，蚕食数据结构与算法---数组篇

Posted 2021-01-28 cuckoonuts

　　数组是最基础的数据结构之一，也是很多高级数据结构的基础。

　　我们简单复习一下数组的创建与遍历，先做一下热身，后面逐渐一步步实现自己的数组

　　我们的开发环境主要是JDK1.8,c++11编辑工具是 jetbrains的强大开发工具 IteliJ（java），Clion（c++）

　　Java版：

 1 public class Main {
 2     public static void main(String[] args){
 3         int [] arr = new int[10];//init a new array with asigned prams
 4         for(int i = 0 ;i < arr.length ; i++){
 5 
 6             arr[i] = i ;
 7            System.out.println(arr[i]);}
 8         System.out.println("*****************************");
 9         int scores[] = new int[]{23,44,54};//please be noted diffrent ways of creating a new array and diffrent ways to iterate array
10 
11         for( int i = 0 ; i < scores.length ; i ++)
12             System.out.println(scores[i]);
13         System.out.println("*****************************");
14         for(int score : scores)
15             System.out.println(score);
16         System.out.println("*****************************");
17         scores[0] = 88 ;
18         for( int i = 0 ; i< scores.length ; i ++)
19             System.out.println(scores[i]);
20 
21     }

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　　C++版：

#include <iostream>

int main() {
    int arr[10];
    for(int i = 0 ; i < 10 ; i++){
        arr[i] = i;
        std::cout << arr[i] <<" ";
    }
    std::cout << std::endl;
    int scores[] = {23,34,45};
    for(int i = 0; i < sizeof(scores)/ sizeof(int) ; i++){
        std::cout << scores[i] <<" ";
    }
    std::cout<<std::endl;
    scores[0] = 88;
    for(int i = 0 ;i  < sizeof(scores)/ sizeof(int); i++){
        std::cout << scores[i] << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
    return 0;
}

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　　首先我们创造自己的数组，在Java中，要创建自己的Array类，

Java版：

 1 public class Array {
 2     private int[] data;
 3     private int size;
 4     //constructor ,create Array with the input param "capacity"
 5     public Array(int capacity){
 6         data = new int[capacity];
 7         size = 0;
 8     }
 9     //constructor without params,our default capacity is 10
10     public Array(){
11         this(10);
12     }
13     //get the capacity of this array
14     public int getCapacity(){
15         return data.length;
16     }
17     //get the amount of elements of this array
18     public int getSize(){
19         return size;
20     }
21     //judge whether this array is empty or not
22     public boolean isEmpty(){
23         return size==0;
24     }
25 }

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C++版：

 1 class Array {
 2 private:
 3     int *data;
 4     int size;
 5     int capacity;
 6 
 7 public:
 8     Array(int capacity){
 9         data = new int[capacity];
10         size = 0 ;
11         this->capacity = capacity;
12     }
13     Array(){
14         data = new int[10];
15         size = 0 ;
16         capacity = 10;
17 
18     }
19     int getCapcity(){
20         return capacity;
21     }
22     int getSize(){
23         return size;
24 
25     }
26     bool isEmpty(){
27         return size == 0;
28     }
29 
30 };

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上面的Array类并不完善，我们将对其进行改进和提升

以Java为例：我们向Array中所有元素 后面添加一个元素，则有代码：

 1 public void addLast(int e){
 2         //judge whether can we add a new element
 3         if(size == data.length){
 4             throw new IllegalArgumentException("AddLust failed,the array is full");
 5         }
 6         //asign  the new last element
 7         data[size] = e ;
 8         //maintain the size of the array
 9         size ++ ;
10     }

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继续我们创建为索引位置的插入一个元素的方法：

 

在插入元素时的逻辑如下：插入位置前面的元素不变，插入位置及其插入位置以后的元素均后移一位，空出的位置（也就是插入位置）插入新元素，在插入时我们采用从数组尾端开始移动，这是这段代码的巧妙所在

这时我们观察新加入的两个方法，似乎有重复，可以因为第二个方法明显包含了第一种方法，因此我们可以对代码进行优化，直接将第一种方法优化：

public void addLast(int e){

        add(size,e);
    }

同理我们也可以添加新的方法，在所有元素前面添加一个新元素：

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

获取索引位置的元素：