24java模拟ArrayList容器的实现

实现一个容器，能够存放任意类型的数据，能够自动扩容，能够实现一系列方法。

下面是练习容器的程序的第一个版本：

package MyArrayListSimulation; public class MyArrayList { private Object[] value;//创建一个Object类的数组对象，所有的类都是Object类的子类，所以这个数组能够存储所有类型对象 private int size;//创建一个变量保存数组的长度 private int newCapacity; public MyArrayList() {//无参构造器 // value = new Object[16];//默认长度是16 this(16); } public MyArrayList(int size) {//有参构造器 value = new Object[size];//创建指定长度的Object类的数组对象 } public void add(Object object) {//向容器中添加成分 value[size] = object; size++; if (size >= 16) { newCapacity = size * 2 + 2; Object[] newValue = new Object[newCapacity]; for (int i = 0; i < value.length; i++) { newValue[i] = value[i]; } value = newValue; } } public int getNewCapacity() { return newCapacity; } public int getSize() {//获取容器当前大小 return size; } public Object getValue(int index) { return value[index]; } public static void main(String[] args) { MyArrayList myArrayList = new MyArrayList(); myArrayList.add("ffd"); myArrayList.add("~!@#$%^&*()"); myArrayList.add("#"); myArrayList.add("^*fd*^"); myArrayList.add(new Human("奔驰", 1)); for (int i = 0; i < myArrayList.getSize(); i++) { if (i == myArrayList.getSize() - 1) { Human human = (Human) myArrayList.getValue(i); System.out.println(human.name + "\t" + human.age); } else { System.out.println(myArrayList.getValue(i)); } } System.out.println("Now the ArrayList have "+myArrayList.getSize()+" babys"); int realCapacity = myArrayList.getSize()<myArrayList.getNewCapacity()?myArrayList.getNewCapacity():16; System.out.println("Now the ArrayList's capacity is "+realCapacity); } } package MyArrayListSimulation; public class Human { public String name; public int age; public Human(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } }

运行结果：

分析：容器的初始大小设为16，总共向容器中输入了5个不同类型的对象，经测试能够正常输出。

但是我在测试连续向容器中放入超过初试大小（16）的对象个数时，比如放入了18个对象，那么此时容器会自动扩容一次，根据规则扩容一次之后的大小应该为16*2+2=34，但是实际输出的容器大小却是38，这是为什么？

初步判断问题是出现在扩容的时候，所以我在扩容操作处设置了一个断点，然后进行debug，如下图：

当添加第16个对象时，size=15，然后size++，满足if语句条件，进入扩容操作，如上图所示，在执行完newCapacity = size * 2 + 2;后新的容器容量确实变成了16*2+2=34，然后把之前容器中的元素全部复制到新的容器中，到这里都没有问题，那么当调用add方法添加第17个对象时，size=16，size++之后仍满足if条件语句，又会执行扩容程序扩容一次，实际上此时并未溢出，接下来的几个元素也是会这样执行，当添加第18个对象时，size=18，newCapacity=18 x 2 + 2 =38，此时已经找到了问题的根源，解决办法也很简单，只需要在执行扩容语句的if条件语句多加一个判断条件即可，即：if ((size >= 16)&&(size>=newCapacity))，输出结果如下：

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上面虽然基本实现了容器的功能，但是程序不够健壮，比如没有校验索引是否越界？下面进行完善并添加查找获取并返回容器中对象的索引位置、替换特定索引的对象等。

第二个版本如下：

package MyArrayListSimulation; public class MyArrayList { private Object[] value;//创建一个Object类的数组对象，所有的类都是Object类的子类，所以这个数组能够存储所有类型对象 private int size;//创建一个变量保存数组的长度 private int newCapacity; public MyArrayList() {//无参构造器 // value = new Object[16];//默认长度是16 this(16); } public MyArrayList(int size) {//有参构造器 if (size < 0) { try { throw new Exception(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } value = new Object[size];//创建指定长度的Object类的数组对象 } public void add(Object object) {//向容器中添加成分 value[size] = object; size++; if ((size >= 16) && (size >= newCapacity)) { newCapacity = size * 2 + 2; Object[] newValue = new Object[newCapacity]; for (int i = 0; i < value.length; i++) { newValue[i] = value[i]; } value = newValue; } } public int getNewCapacity() { return newCapacity; } public int getSize() {//获取容器当前大小 return size; } public Object getValue(int index) { if (index < 0 || index > size - 1) { try { throw new Exception(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } return value[index]; } public int getIndex(Object object) {//获取特定对象索引 if (object == null) { return -1; } else { for (int i = 0; i < value.length; i++) { if (value[i] == object) return i; } } return -1; } public Object getObject(int index) {//获取索引位置的对象 if (index < 0 || index > size - 1) { try { throw new Exception(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } return value[index]; } public void replaceObject(int index, Object object) { if (index < 0 || index > size - 1) { try { throw new Exception(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } else { value[index] = object; } } public void outputArrayList() { for (int i = 0; i < getSize(); i++) { if (i == getSize() - 1) { Human human = (Human) getValue(i); System.out.println(human.name + "\t" + human.age); } else { System.out.println(getValue(i)); } } } public static void main(String[] args) { MyArrayList myArrayList = new MyArrayList(); myArrayList.add("ffd"); myArrayList.add("~!@#$%^&*()"); myArrayList.add("#"); myArrayList.add("^*fd*^"); myArrayList.add(new Human("奔驰", 1)); myArrayList.outputArrayList(); System.out.println("Now the ArrayList have " + myArrayList.getSize() + " babys"); int realCapacity = myArrayList.getSize() < myArrayList.getNewCapacity() ? myArrayList.getNewCapacity() : 16; System.out.println("Now the ArrayList's capacity is " + realCapacity); myArrayList.replaceObject(2, "12345"); System.out.println("The String (^*fd*^)'s index is: " + myArrayList.getIndex("ffd")); System.out.println("The index of object is: " + myArrayList.getObject(1)); myArrayList.outputArrayList(); } }

运行结果：

基本实现功能，当然还有很多待优化的内容，以后我再继续完善。

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