数据结构： Java中ArrayList的简单实现

上学期的数据结构这门课学到了图。用C语言把书上介绍的内容都实现了一遍，但感觉学校教的都太基础了。

这个学期准备先重温一下，然后再深入一点学习算法和数据结构。

语言使用Java， 目前买了3本书《Algorithms (4th edition)》、《数据结构预算法 Java语言描述》、《算法分析与设计基础》

下面是我自己实现的简单版本的支持泛型的线性表。

ArrayList的优点: get和set方法的运行时间为O(1)

ArrayList的缺点: add和remove操作为花费的时间很多，除非是在表的末尾。

MyArrayList底层使用数组来实现，所以需要考虑数组下标和容量问题。如果容量不够的时候，需要自动增加容量。trimToSize()方法可以释放多余的容量，使之与线性表的长度相匹配。

ArrayListIterator为了跟MyArrayList更好地通信，所以作为MyArrayList的内部类。

package list;
import java.util.Iterator;

public class MyArrayList<T> implements Iterable<T> {

//默认容量和增量
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
private static final int CAPACITY_INCREMENT = 5;

//存放的元素数量
private int size = 0;
//数组本身
private T[] items;

/**
* 默认初始化10容量的数组
*/
public MyArrayList() {
super();
init();
}

/**
* 初始化initSize容量的数组
* @param initSize
*/

public MyArrayList(int initSize) {
super();
init(initSize);
}

@SuppressWarnings("unchecked")
private void init(){
items = (T[]) new Object[DEFAULT_CAPACITY];
}

@SuppressWarnings("unchecked")
private void init(int initSize){
items = (T[]) new Object[initSize];
}

public void clear(){
size = 0;
init();
}

@SuppressWarnings("unchecked")
public void trimToSize(){
T[] newItems = (T[]) new Object[size];
for(int i=0; i<size; i++){
newItems[i] = items[i];
}
items = newItems;
}

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

public int size(){
return size;
}

/**
* 在数组末尾添加一个T类型的item
* @param item  插入的item值
* @return
*/
public void add(T item){
ensureCapacity();
items[size] = item;
++size;
}

/**
* 在索引位置插入一个item
* @param idx   索引位置
* @param item  插入的item的值
* @return
*/
public void add(int idx, T item){
if(idx < 0 || idx > size){
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException();
}
ensureCapacity();
for(int i=size;i>idx;i--){
items[i] = items[i-1];
}
items[idx] = item;
++size;
}

/**
* 获取索引位置的元素
* @param idx   索引位置
* @return
*/
public T get(int idx){
if(idx < 0 || idx >= size){
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException();
}
return (T) items[idx];
}

/**
* 将idx位置的元素设置成item
* @param idx   索引位置
* @param item  新的item值
* @return      旧的idx位置的item值
*/
public T set(int idx, T item){
if(idx < 0 || idx >= size){
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException();
}
T oldItem = items[idx];
items[idx] = item;
return oldItem;
}

/**
* 移除idx处的元素
* @param idx   元素的索引
* @return      返回被移除的item
*/
public T remove(int idx){
if(idx < 0 || idx >= size){
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException();
}
T oldItem = items[idx];
for(int i=idx;i<size-1;i++){
items[i] = items[i+1];
}
size--;
return oldItem;
}

/**
* 数组容量不够时增加容量，确保不会越界。重要
*/
@SuppressWarnings("unchecked")
private void ensureCapacity(){
if(size==items.length){
T[] newItems = (T[]) new Object[size+CAPACITY_INCREMENT];
for(int i=0; i<size; i++){
newItems[i] = items[i];
}
items = newItems;
}
}

@Override
public Iterator<T> iterator() {
return new ArrayListIterator();
}

private class ArrayListIterator implements Iterator<T>{

private int position = 0;

@Override
public boolean hasNext() {
return position < size();
}

@Override
public T next() {
return (T) items[position++];
}

public void remove(){
MyArrayList.this.remove(--position);
}
}
}