MyArrayList——实现自己的ArrayList！

Posted 2020-08-14 行者

     注：转载请注明原文地址：http://www.cnblogs.com/ygj0930/p/5965205.html 

    代码已移植：https://github.com/ygj0930/MyArrayList  大家fork之余随手给我个star呀~

      ArrayList是我们常用的集合类之一，其实它的实现机制很简单，底层还是使用了一个传统的Array数组来保存数据的。而动态的实现，只不过是定义了其在长度不足时创建一个更大的数组并把原数组的数据复制过去罢了！而对其保存的数据的增删查该操作，也只不过是封装了一系列最基本的操作数组数据的动作而已。下面，我把自己实现的简略版ArrayList贴上来，供伙伴们参考。

　　

public class MyArrayList<E> {
    public transient E[] elements;//底层的泛型数组用来保存元素
    /*
    这里用transient修饰数组，用transient关键字标记的成员变量不参与序列化过程。
    serialization（序列化）提供了一种持久化对象实例的机制，通过序列化可以把对象输出到文档中保存。
    而不想某个对象参与序列化，就可以用transient把该对象排除在外。
    */
    public  int size;//size记录数组当前的有效元素个数
    
    //实现三个构造方法
    public MyArrayList(int n) {
        if (n > 0) {
            this.elements = (E[])new Object[n];//创建容量为n的数组
            this.size=0;//一开始数组里个数为0
        } else {
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+n);
        }
    }
     public MyArrayList() {
        this.elements = (E[])new Object[10];
         this.size=0;
    }
     public MyArrayList(Collection<Object> c) {
        elements = (E[])c.toArray();//将集合转换为数组，数组容量为集合元素个数
        if ((size = elements.length) != 0) {    //此时数组元素个数等于数组容量
                elements = (E[])Arrays.copyOf(elements, size, Object[].class);}       
    }
     
     //实现容量扩充
     public void ensureCapacity(int newCapacity){
         int curr=elements.length;
         if(newCapacity>curr){
            elements=Arrays.copyOf(elements, newCapacity);
         }
     }
     
     //调整底层数组容量以契合当前元素数量,避免空元素部分太多而浪费内存。size是数组中实际存在的元素个数
     public void trimToSize(){
         int curr=elements.length;
         if(size<curr){
             elements=Arrays.copyOf(elements, size);
         }
     }
     
     //实现下标检查：避免访问越界内存
     public void rangeCheck(int requestIndex){
         if(requestIndex<0||requestIndex>size){
             throw new IndexOutOfBoundsException();
            
         }
     }
     
     //实现基本操作：增、删、查、改
     
     //增
     //在某个位置插入新元素
     public void add(int index,E element){
         this.rangeCheck(index);//先检查插入位置的合法性
         
         //再检查当前数组元素个数是否已经达到最大值，即达到数组容量，是，则扩充数组
         if(size==elements.length){
             ensureCapacity(elements.length*2+1);
         }
         
         //将插入位置的原数据以及其后的数据往后移动一位，腾出空间
        System.arraycopy(elements, index, elements, index+1, 1);
         
         //插入相应位置，并将数组元素个数加一
         elements[index]=element;
         ++size;        
     }
     
     //在数组末尾追加一个元素
     public void add(E element){
         this.add(size, element);//实则等同于在elements[size]处插入元素
     }
     
     //将一个集合插入到数组某位置
     public void addAll(int index,Collection<? extends E> c){
         rangeCheck(index);
         
         //获取插入元素以及个数
         E[] newEs=(E[])c.toArray();
         int newLength=newEs.length;
         
         //扩充数组容量
         ensureCapacity(size+newLength+1);
         
         //计算插入位置以及其后元素的个数，即：需要右移的元素个数
         int move=size-index;
         
         //调用System.arraycopy()方法进行数组的大量数据移动操作。
         /*
         public static native void arraycopy(Object src,  int  srcPos,  
                                        Object dest, int destPos,  
                                        int length);  
         方法解读：第一个参数指明数据的来源数组，第二个参数说明数据源的起始位置
                   第三个参数说明数据去向的目标数组，第四个参数说明数据在目标数组中存放时的起始位置，最后一个参数说明移动的数据长度（个数）。
         该函数调用了C语言的memmove()函数，比一般的复制方法的实现效率要高很多，也安全很多，很适合用来批量处理数组。
        强烈推荐在复制大量数组元素时用该方法，以取得更高的效率。
         */
         //将原数组index~size范围的元素移动，腾出位置
         if(move>0){
             System.arraycopy(elements, index, elements, index+newLength, move);
         }
        //将插入数组元素复制到elements数组中腾出的位置
         System.arraycopy(newEs,0 , elements, index, newLength);
         
         size+=newLength;//元素个数增加
     }
     
     //将一个集合插入到数组末尾
     public void addAll(Collection<? extends E> c){
         this.addAll(size, c);//相当于在原数组elements[size]处开始，插入一个集合
     }
     
     
     //删
     //移除指定位置的元素
     public E remove(int index){
         rangeCheck(index);
         
         E oldelement=elements[index];
         
         //原位置后面的元素左移
         System.arraycopy(elements, index+1, elements, index, size-index-1);
         
         elements[size]=null;//修改原数组最后一个元素位置为空
         --size;//修改元素个数
         
         return oldelement;
     }
     //移除某个值的元素
     public boolean remove(E element){
         boolean index=false;
         for(int i=0;i<size;++i){
             if(element.equals(elements[i])){//若找到该值
                 index=true;//说明有该值，可以执行移除，结果为true。否则，结果false
                 this.remove(i);//则通过下标来移除
             }
         }
         return index;
     }
    //移除某个 范围内 的元素(不包括end）
     public void removeRange(int start,int end){
         int move=size-end;
         System.arraycopy(elements, end,elements, start, move);
         
         //修改左移留下的位置为空
         for(int i=size-1;i>(size-(end-start)-1);--i){
             elements[i]=null;
         }
         
         size-=(end-start);
     }
    
     
     //查
     //获取某位置的元素
     public E get(int index){
         rangeCheck(index);
         return elements[index];
     }
     
     //改
     //修改某位置的元素
     public void set(int index,E newElement){
         rangeCheck(index);
         
         elements[index]=newElement;
     }
     
     //转变为普通数组
     public E[] toArray()
     {
         E[] array=(E[]) new Object[size];
         System.arraycopy(elements, 0,array,0, size);
         return array;
     }
     
     public static void main(String[] args) {
        MyArrayList<Integer> testMyArrayList=new MyArrayList<Integer>();
        
         System.out.println(testMyArrayList.size);
         
         testMyArrayList.add(1);
         testMyArrayList.add(2);
         testMyArrayList.add(3);
         testMyArrayList.add(4);
         testMyArrayList.add(5);
         
         System.out.println(testMyArrayList.size);
         System.out.println(testMyArrayList.get(3));  
         
         testMyArrayList.removeRange(1, 3);
         
         System.out.println(testMyArrayList.size);
         System.out.println(testMyArrayList.get(2));  
    }
     
}