Java如何自定义一个变长数组
这篇文章主要介绍“Java如何自定义一个变长数组”的相关知识，小编通过实际案例向大家展示操作过程，操作方法简单快捷，实用性强，希望这篇“Java如何自定义一个变长数组”文章能帮助大家解决问题。
思路分析
主要功能点：
新建时可以指定容量大小，不指定时使用默认容量大小。
向数组中追加新元素，当超过容量时应该自动扩容。
向数组中指定位置添加新元素，需要考虑指定的下标是否越界，同样也需要考虑扩容操作。
删除末尾的元素，需要考虑缩小容量。
删除指定位置元素，需要考虑指定的下标是否越界，同样也需要考虑缩小容量。
修改特定位置的元素，需要考虑指定的下标是否越界。
以时间复杂度为O ( 1 ) O(1)O(1)获取任意位置的元素，需要考虑指定的下标是否越界。
主要注意点：
扩容： 这里扩容2倍（ArrayList 是扩容 1.5 倍），扩容时新建一个2倍容量的新数组，然后将旧数组中的元素按顺序拷贝到新数组。
缩容： 当数组中的元素个数 <= 0.25 * 容量时，自动缩小容量为原来的一半，新建一个容量是原来容量一半的数组，然后将旧数组中的元素按顺序拷贝到新数组。（ArrayList缩小为和当前元素个数一样大）。
指定位置添加： 需要先将指定位置及后面所有的元素都向后移动一位，将指定位置空出来然后再插入。
指定位置删除： 先将制定位置删除，然后将后面的所有元素都向前移动一位。
容量大小： 需要指定容量的最大值，避免OOM的发生。最小值可以指定也可以不指定。
实现代码
public class ResizeableArray<E> { private static final int MIN_CAPACITY = 10; private static final int MAX_CAPACITY = Integer.MAX_VALUE - 8; // 当前实际数据大小 private int size = 0; // 实际存放元素的数组，容量为 elements.length private Object[] elements; public ResizeableArray(){ this(MIN_CAPACITY); } public ResizeableArray(int initCapacity){ if(initCapacity < MIN_CAPACITY){ initCapacity = MIN_CAPACITY; }else if(initCapacity > MAX_CAPACITY){ initCapacity = MAX_CAPACITY; } this.elements = new Object[initCapacity]; } // 数组的特性，根据下标获取元素 public E get(int index){ this.checkIndex(index); return (E)elements[index]; } // 添加一个元素到最后 public void add(E element){ if(size == elements.length){ // 需要扩容 this.expandCapacity(); } elements[size++] = element; } // 添加一个元素到指定位置 public void add(int index, E element){ if(index == size){ this.add(element); return; } this.checkIndex(index); if(size == elements.length){ // 需要扩容 this.expandCapacity(); } // 需要先将index和之后的所有元素向后移动一位 for(int i = size - 1; i >= index; i--){ elements[i + 1] = elements[i]; } elements[index] = element; size++; } // 设置下标为index的元素 private void set(int index, E element){ this.checkIndex(index); elements[index] = element; } private void delete(int index){ this.checkIndex(index); elements[index] = null; // 如果删除的不是最后一个元素，需要将后续元素往前移动一位 if(index < size - 1){ for(int i = index + 1; i < size; i++){ elements[i - 1] = elements[i]; } } size--; if(size <= 0.25 * elements.length){ this.reduceCapacity(); } } private void deleteLast(){ this.delete(size - 1); } private void checkIndex(int index){ if(index < 0 || index >= size){ throw new IndexOutOfBoundsException(String.format("Out of bounds at: %s, size is: %d", index, size)); } } private void expandCapacity(){ if(MAX_CAPACITY == elements.length){ // 容量达到最大限制，无法扩容。 throw new RuntimeException("The capacity has reached its maximum limit and cannot be expanded."); } int newCapacity = Math.min(elements.length << 1, MAX_CAPACITY); Object[] newElements = new Object[newCapacity]; System.arraycopy(elements, 0, newElements, 0, size); elements = newElements; } private void reduceCapacity(){ if(elements.length == MIN_CAPACITY){ return; } int newCapacity = Math.max(elements.length >> 1, MIN_CAPACITY); Object[] newElements = new Object[newCapacity]; System.arraycopy(elements, 0, newElements, 0, size); elements = newElements; } public static void main(String[] args){ ResizeableArray<Integer> resizeableArray = new ResizeableArray<>(); System.out.printf("初始化后，size为: %d \n", resizeableArray.size); System.out.printf("初始化后，capacity为: %d \n", resizeableArray.elements.length); System.out.println(); for(int i = 0; i < 20; i++){ resizeableArray.add(i); } System.out.printf("添加20个元素后，size为: %d \n", resizeableArray.size); System.out.printf("添加20个元素后，capacity为: %d \n", resizeableArray.elements.length); System.out.printf("添加20个元素后，第5个元素是: %d \n", resizeableArray.get(4)); System.out.println(); resizeableArray.delete(4); System.out.printf("删除第五个元素后，size为: %d \n", resizeableArray.size); System.out.printf("删除第五个元素后，capacity为: %d \n", resizeableArray.elements.length); System.out.printf("删除第五个元素后，第5个元素是: %d\n", resizeableArray.get(4)); System.out.println(); resizeableArray.add(4, 100); System.out.printf("在第五个位置插入元素后，size为: %d \n", resizeableArray.size); System.out.printf("在第五个位置插入元素后，capacity为: %d \n", resizeableArray.elements.length); System.out.printf("在第五个位置插入元素后，第5个元素是: %d\n", resizeableArray.get(4)); System.out.println(); for(int i = 0; i < 15; i++){ resizeableArray.deleteLast(); } System.out.printf("删除后面15个元素后，size为: %d \n", resizeableArray.size); System.out.printf("删除后面15个元素后，capacity为: %d \n", resizeableArray.elements.length); System.out.printf("删除后面15个元素后，第5个元素是: %d\n", resizeableArray.get(4)); System.out.println(); resizeableArray.set(4, 200); System.out.printf("修改第五个元素后，当前size为: %d \n", resizeableArray.size); System.out.printf("修改第五个元素后，capacity为: %d \n", resizeableArray.elements.length); System.out.printf("修改第五个元素后，第5个元素是: %d\n", resizeableArray.get(4)); }}测试结果
由执行结果可知：
初始化后默认容量为
10。添加元素超过
10个后会自动扩容。删除一个元素后，
size会减1，后面元素会自动向前移动一位。插入一个新元素后，
size会加1，后续元素后移一位。删除到只有
0.25 * 容量个元素后，会自动缩小容量。
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