JAVA容器-模拟ArrayList的底层实现

概述

　　ArrayList实质上就是可变数组的实现，着重理解:add、get、set、remove、iterator的实现，我们将关注一下问题。

　　1、创建ArrayList的时候，默认给数组的长度设置为10。

　　2、当set、remove、set的时候，如何解决越界问题？

　　3、当add的时候，如何解决扩容问题？

　　4、由于数组是不可变的时候，我们需要频繁重新新建数组重新赋值。

模拟实现

1、ArrayList定义变量与初始化。

//定义存储数据的数组

    private transient Object [] elementData;

    //容量大小

    private int size;

    //默认构造器设置数组长度为10

    public MyArrayList() {

        this(10);

    }
</span><span style="color: #0000ff;">public</span> MyArrayList(<span style="color: #0000ff;">int</span><span style="color: #000000;"> capacity)  {

    </span><span style="color: #0000ff;">super</span><span style="color: #000000;">();

    </span><span style="color: #0000ff;">if</span>(capacity&lt;0<span style="color: #000000;">){

        </span><span style="color: #0000ff;">throw</span> <span style="color: #0000ff;">new</span> IllegalArgumentException("数字不能小于0"<span style="color: #000000;">);

    }

    elementData</span>=<span style="color: #0000ff;">new</span><span style="color: #000000;"> Object[capacity];

}</span></pre>

2、解决越界问题：当索引值小于0或者索引值大于等于size就将越界。

 public void rangeCheck(int index){

        if(index<0 ||index>this.size){

            throw new IndexOutOfBoundsException("越界"+index);

        }

  }

3、解决扩容问题:普通扩容(new=old+old*2)、索引值依然大于普通扩容(new=index)、当超过int的取值范围(int的最大范围-8)

 public void ensureCapacity(int minCapacity){

        if(minCapacity>elementData.length){

            //获得初始容器大小

            int oldCapacity=elementData.length;

            //新的容器大小:初始容器大小+2初始容器大小(不懂为啥这样加)

            int newCapacity=oldCapacity+(oldCapacity>>1);

            //当新增以后，还不能满足索引长度，即将数组设置为最小索引长度

            if(newCapacity<minCapacity){

                newCapacity=minCapacity;

            }

            //当超过int的范围的时候

            if(minCapacity>Integer.MAX_VALUE-8){

                newCapacity=Integer.MAX_VALUE-8;

            }

            Object [] elments=new Object[newCapacity];

            //创建新的数组重新赋值。

            System.arraycopy(elementData,0,elments,0,size);

            elementData=elments;

        }

    }

4、谈谈迭代器：hasNext():判断是否有下一个、next():当前游标指向的值、remove():删除刚变过过的元素;

   private class Iter implements Iterator{

        //游标

        private int cursor=0;

        //指向刚遍历过的元素

        private int lastRet=0;

        public boolean hasNext() {

            return size!=cursor;

        }
    </span><span style="color: #0000ff;">public</span><span style="color: #000000;"> Object next() {

        </span><span style="color: #0000ff;">int</span> i =<span style="color: #000000;">cursor;

        </span><span style="color: #0000ff;">if</span>(i&gt;=<span style="color: #000000;">size){

            </span><span style="color: #0000ff;">throw</span> <span style="color: #0000ff;">new</span><span style="color: #000000;"> NoSuchElementException();

        }

        cursor</span>=i+1<span style="color: #000000;">;

        </span><span style="color: #0000ff;">return</span> elementData[lastRet=<span style="color: #000000;">i];

    }

    </span><span style="color: #0000ff;">public</span> <span style="color: #0000ff;">void</span><span style="color: #000000;"> remove() {

        </span><span style="color: #0000ff;">if</span>(cursor&lt;0<span style="color: #000000;">){

            </span><span style="color: #0000ff;">new</span><span style="color: #000000;"> IllegalThreadStateException();

        }

        MyArrayList.</span><span style="color: #0000ff;">this</span><span style="color: #000000;">.remove(cursor);

        cursor</span>=<span style="color: #000000;">lastRet;

        </span><span style="color: #008000;">//</span><span style="color: #008000;">当删除一个元素的时候，赋值为0</span>

        lastRet=-1<span style="color: #000000;">;

    }

}</span></pre>

5、我相信乐忠于理解源码的同学的基础，弄清楚以上问题，应该ArrayList就没有问题了。

public class MyArrayList<E>  {

    //定义存储数据的数组

    private transient Object [] elementData;

    //容量大小

    private int size;

    //默认构造器设置数组长度为10

    public MyArrayList() {

        this(10);

    }
</span><span style="color: #0000ff;">public</span> MyArrayList(<span style="color: #0000ff;">int</span><span style="color: #000000;"> capacity)  {

    </span><span style="color: #0000ff;">super</span><span style="color: #000000;">();

    </span><span style="color: #0000ff;">if</span>(capacity&lt;0<span style="color: #000000;">){

        </span><span style="color: #0000ff;">throw</span> <span style="color: #0000ff;">new</span> IllegalArgumentException("数字不能小于0"<span style="color: #000000;">);

    }

    elementData</span>=<span style="color: #0000ff;">new</span><span style="color: #000000;"> Object[capacity];

}

</span><span style="color: #0000ff;">public</span> E get(<span style="color: #0000ff;">int</span><span style="color: #000000;"> index) {

    rangeCheck(index);

    </span><span style="color: #0000ff;">return</span><span style="color: #000000;"> (E) elementData[index];

}

</span><span style="color: #0000ff;">public</span> <span style="color: #0000ff;">void</span> set(<span style="color: #0000ff;">int</span><span style="color: #000000;"> index, E element) {

    rangeCheck(index);

    ensureCapacity(index</span>+1<span style="color: #000000;">);

    E oldVlue</span>=<span style="color: #000000;"> (E) elementData[index];

    </span><span style="color: #0000ff;">this</span>.elementData[index]=<span style="color: #000000;">element;

}

</span><span style="color: #0000ff;">public</span> <span style="color: #0000ff;">void</span><span style="color: #000000;"> add(E e) {

    ensureCapacity(size</span>+1<span style="color: #000000;">);

    elementData[size]</span>=<span style="color: #000000;">e;

    size</span>++<span style="color: #000000;">;

}

</span><span style="color: #0000ff;">public</span> <span style="color: #0000ff;">void</span> add(<span style="color: #0000ff;">int</span><span style="color: #000000;"> index, E element) {

    rangeCheck(index);

    ensureCapacity(index</span>+1<span style="color: #000000;">);

    </span><span style="color: #008000;">//</span><span style="color: #008000;">动态数组</span>

    System.arraycopy(elementData,index,elementData,index+1,size-<span style="color: #000000;">index);

    elementData[index]</span>=<span style="color: #000000;">element;

    size</span>++<span style="color: #000000;">;

}

</span><span style="color: #008000;">//</span><span style="color: #008000;">移除</span>

<span style="color: #0000ff;">public</span> <span style="color: #0000ff;">void</span> remove(<span style="color: #0000ff;">int</span><span style="color: #000000;"> index) {

    rangeCheck(index);

    E oldVlue</span>=<span style="color: #000000;"> (E) elementData[index];

    </span><span style="color: #0000ff;">int</span> moved=size-index-1<span style="color: #000000;">;

    </span><span style="color: #0000ff;">if</span>(moved&gt;0<span style="color: #000000;">)

        System.arraycopy(elementData,index</span>+1,elementData,index,size-<span style="color: #000000;">index);<br />　　　　elementData[--size]=null;

}

</span><span style="color: #008000;">//</span><span style="color: #008000;">判断是否越界</span>

<span style="color: #0000ff;">public</span> <span style="color: #0000ff;">void</span> rangeCheck(<span style="color: #0000ff;">int</span><span style="color: #000000;"> index){

    </span><span style="color: #0000ff;">if</span>(index&lt;0 ||index&gt;<span style="color: #0000ff;">this</span><span style="color: #000000;">.size){

        </span><span style="color: #0000ff;">throw</span> <span style="color: #0000ff;">new</span> IndexOutOfBoundsException("越界"+<span style="color: #000000;">index);

    }

}

</span><span style="color: #008000;">//</span><span style="color: #008000;">扩容</span>

<span style="color: #0000ff;">public</span> <span style="color: #0000ff;">void</span> ensureCapacity(<span style="color: #0000ff;">int</span><span style="color: #000000;"> minCapacity){

    </span><span style="color: #0000ff;">if</span>(minCapacity&gt;<span style="color: #000000;">elementData.length){

        </span><span style="color: #008000;">//</span><span style="color: #008000;">获得初始容器大小</span>

        <span style="color: #0000ff;">int</span> oldCapacity=<span style="color: #000000;">elementData.length;

        </span><span style="color: #008000;">//</span><span style="color: #008000;">新的容器大小:初始容器大小+2初始容器大小(不懂为啥这样加)</span>

        <span style="color: #0000ff;">int</span> newCapacity=oldCapacity+(oldCapacity&gt;&gt;1<span style="color: #000000;">);

        </span><span style="color: #008000;">//</span><span style="color: #008000;">当新增以后，还不能满足索引长度，即将数组设置为最小索引长度</span>

        <span style="color: #0000ff;">if</span>(newCapacity&lt;<span style="color: #000000;">minCapacity){

            newCapacity</span>=<span style="color: #000000;">minCapacity;

        }

        </span><span style="color: #008000;">//</span><span style="color: #008000;">当超过int的范围的时候</span>

        <span style="color: #0000ff;">if</span>(minCapacity&gt;Integer.MAX_VALUE-8<span style="color: #000000;">){

            newCapacity</span>=Integer.MAX_VALUE-8<span style="color: #000000;">;

        }

        Object [] elments</span>=<span style="color: #0000ff;">new</span><span style="color: #000000;"> Object[newCapacity];

        </span><span style="color: #008000;">//</span><span style="color: #008000;">创建新的数组重新赋值。</span>

        System.arraycopy(elementData,0,elments,0<span style="color: #000000;">,size);

        elementData</span>=<span style="color: #000000;">elments;

    }

}

</span><span style="color: #0000ff;">public</span> <span style="color: #0000ff;">int</span><span style="color: #000000;"> size(){

    </span><span style="color: #0000ff;">return</span><span style="color: #000000;"> size;

}

</span><span style="color: #0000ff;">public</span><span style="color: #000000;"> Iterator iterator(){

    </span><span style="color: #0000ff;">return</span> <span style="color: #0000ff;">new</span><span style="color: #000000;"> Iter();

}

</span><span style="color: #0000ff;">private</span> <span style="color: #0000ff;">class</span> Iter <span style="color: #0000ff;">implements</span><span style="color: #000000;"> Iterator{

    </span><span style="color: #008000;">//</span><span style="color: #008000;">游标</span>

    <span style="color: #0000ff;">private</span> <span style="color: #0000ff;">int</span> cursor=0<span style="color: #000000;">;

    </span><span style="color: #008000;">//</span><span style="color: #008000;">指向刚遍历过的元素</span>

    <span style="color: #0000ff;">private</span> <span style="color: #0000ff;">int</span> lastRet=0<span style="color: #000000;">;

    </span><span style="color: #0000ff;">public</span> <span style="color: #0000ff;">boolean</span><span style="color: #000000;"> hasNext() {

        </span><span style="color: #0000ff;">return</span> size!=<span style="color: #000000;">cursor;

    }

    </span><span style="color: #0000ff;">public</span><span style="color: #000000;"> Object next() {

        </span><span style="color: #0000ff;">int</span> i =<span style="color: #000000;">cursor;

        </span><span style="color: #0000ff;">if</span>(i&gt;=<span style="color: #000000;">size){

            </span><span style="color: #0000ff;">throw</span> <span style="color: #0000ff;">new</span><span style="color: #000000;"> NoSuchElementException();

        }

        cursor</span>=i+1<span style="color: #000000;">;

        </span><span style="color: #0000ff;">return</span> elementData[lastRet=<span style="color: #000000;">i];

    }

    </span><span style="color: #0000ff;">public</span> <span style="color: #0000ff;">void</span><span style="color: #000000;"> remove() {

        </span><span style="color: #0000ff;">if</span>(cursor&lt;0<span style="color: #000000;">){

            </span><span style="color: #0000ff;">new</span><span style="color: #000000;"> IllegalThreadStateException();

        }

        MyArrayList.</span><span style="color: #0000ff;">this</span><span style="color: #000000;">.remove(cursor);

        cursor</span>=<span style="color: #000000;">lastRet;

        </span><span style="color: #008000;">//</span><span style="color: #008000;">当删除一个元素的时候，赋值为0</span>

        lastRet=-1<span style="color: #000000;">;

    }

}

</span><span style="color: #0000ff;">public</span> <span style="color: #0000ff;">static</span> <span style="color: #0000ff;">void</span><span style="color: #000000;"> main(String [] args){

    MyArrayList ls</span>=<span style="color: #0000ff;">new</span><span style="color: #000000;"> MyArrayList();

    ls.add(</span>123<span style="color: #000000;">);

    ls.add(</span>123<span style="color: #000000;">);

    ls.set(</span>0,456<span style="color: #000000;">);

    ls.remove(</span>1<span style="color: #000000;">);

    System.out.println(ls.size());

    System.out.println(ls.get(</span>0<span style="color: #000000;">));

    Iterator it</span>=<span style="color: #000000;">ls.iterator();

    </span><span style="color: #0000ff;">while</span><span style="color: #000000;">(it.hasNext()){

        System.out.println(it.next());

    }

}


}

JAVA容器-模拟ArrayList的底层实现的更多相关文章

JAVA容器-模拟LinkedList实现(双链表)
概述 LinkedList实质上就是双向链表的拓展的实现,我们将关注一下问题.LinkedList 1.双向链表怎么来实现插入.删除.查询? 2.利用二分法提高查询效率. 3.不同步,线程不安全,需要 ...
【Java心得总结五】Java容器上——容器初探
在数学中我们有集合的概念,所谓的一个集合,就是将数个对象归类而分成为一个或数个形态各异的大小整体. 一般来讲,集合是具有某种特性的事物的整体,或是一些确认对象的汇集.构成集合的事物或对象称作元素或是成 ...
迭代器模式在 Java 容器中的实现
迭代器接口是迭代器模式实现的精髓: public interface Iterator<E> { boolean hasNext(); E next(); ... } 假设某容器名为 Xx ...
理解java容器底层原理--手动实现ArrayList
为了照顾初学者,我分几分版本发出来版本一:基础版本实现对象创建.元素添加.重新toString() 方法 package com.xzlf.collection; /** * 自定义一个Array ...
Java 容器源码分析之 ArrayList
概览 ArrayList是最常使用的集合类之一了.在JDK文档中对ArrayList的描述是:ArrayList是对list接口的一种基于可变数组的实现.ArrayList类的声明如下: 12 pub ...
Java容器学习之ArrayList
一.概述 ArrayList是java中十分常用的集合类,继承于AbstractList,并实现了List.RandomAccess.Cloneable和Serializable接口.ArrayLis ...
Java容器源码解析之——ArrayList
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> implements List<E>, RandomAccess ...
Java容器深入浅出之List、ListIterator和ArrayList
List是Collection接口的子接口,表示的是一种有序的.可重复元素的集合. List接口的主要实现类ArrayList和Vector,底层都是维护了一套动态的,可扩展长度的Object[]数组 ...
Java 的 ArrayList 的底层数据结构
1. 数据结构--ArrayList源码摘要 ublic class ArrayList<E> extends AbstractList<E> implements List& ...

随机推荐

USB基础介绍
(转)USB (Universal Serial Bus) 全文地址:http://vlewang.blog.163.com/blog/static/105878151201032804347546/ ...
64_q1
QMsgBox-0-9.20130830git94677dc.fc26.i686.rpm 13-Feb-2017 23:40 40674 QMsgBox-0-9.20130830git94677dc. ...
ie7浏览器兼容问题
win10 下如何调试Ie 网上有很多ie的测试工具,包括ms自己出的有,但是如果是win10系统,压根不需要这些玩意. win10 浏览器edge虽然是重写过的,但是win10并没有完全抛弃ie,可 ...
Vue.js写一个SPA登录页面的过程
技术栈 vue.js 主框架 vuex 状态管理 vue-router 路由管理一般过程在一般的登录过程中,一种前端方案是: 检查状态:进入页面时或者路由变化时检查是否有登录状态(保存在cooki ...
centos上git搭建
1 git的安装需要一些包: yum install curl-devel expat-devel gettext-devel openssl-devel zlib-devel gcc perl-Ex ...
vue单文件中scoped样式如何穿透？
在vue文件中的style标签上,有一个特殊的属性:scoped.当一个style标签拥有scoped属性时,它的CSS样式就只能作用于当前的组件,也就是说,该样式只能适用于当前组件元素.通过该属性, ...
IEEEXtreme 10.0 - Playing 20 Questions with an Unreliable Friend
这是 meelo 原创的 IEEEXtreme极限编程大赛题解 Xtreme 10.0 - Playing 20 Questions with an Unreliable Friend 题目来源第1 ...
从函数调用的角度，探讨JavaScript中this的用法
js函数调用方式大概可分为:函数调用,构造器调用,call或apply,方法调用四种方式.下面结合一些基础概念和实测代码,从函数调用的角度,探讨JavaScript中this的用法. 1. new对函 ...
vue框架muse-ui官网文档主题错误毕竟【01】
在使用了element-ui后,总觉得不尽兴,再学一个响应式的muse-ui发现是个小众框架,但是我很喜欢. 指出官网文档里的主题使用描述错误. 首先,在vue-cli里安装raw-loader:np ...
Robot Framework 快速入门
Robot Framework 快速入门目录介绍概述安装运行demo 介绍样例应用程序测试用例第一个测试用例高级别测试用例数据驱动测试用例关键词keywords 内置关键词库关键 ...

JAVA容器-模拟ArrayList的底层实现

概述

模拟实现

JAVA容器-模拟ArrayList的底层实现的更多相关文章

随机推荐

热门专题