Phase2 DAY5 MyArrayList

数组与集合的转换

集合 --> 数组
Collection: T[] toArray(T[] arr);
数组 --> 集合
static List asList(T… a) 视图方法
但是不能增加和删除元素

jdk5特性：
a.泛型
b.自动装箱和自动拆箱
c.静态导入
d.foreach
e.可变长参数

public static void main(String[] args) {Integer[] arr = {1, 2, 3, 4, 5};List<Integer> list = Arrays.asList(arr); // 视图方法System.out.println(list);添加元素:不可list.add(6); // UnsupportedOperationException删除元素:不可list.remove(0); // UnsupportedOperationException修改元素:可list.set(0, 100);System.out.println(list);System.out.println(Arrays.toString(arr));}

数据结构

数据结构是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。
公式：数据结构=数据+结构
数据：用类型表示结构：在任何问题中，数据元素都不是孤立存在的，它们之间都存在着某种关系，这种数据元素相互之间的关系称为结构。
元素之间，通常有以下四种基本结构：
a.集合:结构中的数据元素之间除了同属于一个集合的关系之外，别无其他关系。这里的集合和数学中集合的概念是一致的。
b.线性结构:结构中的数据元素之间存在一个对一个的关系。
c.树形结构图:结构中的数据元素之间存在一个对多个的关系。
d.网状结构:结构中的数据元素之间，存在多个对多个的关系。

逻辑结构&物理结构

前面分类中定义的关系，描述的是数据元素间的逻辑关系，因此又称为逻辑结构。
但是仅仅知道数据元素间的逻辑关系是不够的，因为我们得实现自己的数据结构。因此，我们得关注数据结构在计算机底层是如何表示的？
数据结构在计算机中的表示，称为数据的物理结构，又称为存储结构或者映像。

结构的表示可分为两种:顺序存储结构 (顺序映像) 和链式存储结构 (非顺序映像)。

顺序映像：借助元素在存储器中的相对位置来表示数据元素之间的逻辑关系。(数组)
非顺序映像：借助指示元素存储地址的”指针”，来表示数据元素的逻辑关系。(链表)

线性表:

顺序映像 (ArrayList)
非顺序映像 (LinkedList)

MyArrayList

为什么在迭代器遍历的时候,用集合的API删除倒数第二个元素不会报异常?


import com.cskaoyan.exception.ArrayListOverflowException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.ConcurrentModificationException;
import java.util.Iterator;
import java.util.NoSuchElementException;public class MyArrayList<E> implements MyList<E> {private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;private static final int MAX_CAPACITY = Integer.MAX_VALUE - 8;// 属性private Object[] elements;private int size;private int modCount;//集合结构被修改的次数// 构造方法public MyArrayList() {elements = new Object[DEFAULT_CAPACITY];}public MyArrayList(int initialCapacity) {// 及早失败原则if (initialCapacity <= 0 || initialCapacity > MAX_CAPACITY) {throw new IllegalArgumentException("initialCapacity=" + initialCapacity);}elements = new Object[initialCapacity];}/*** 在线性表的末尾添加元素** @param e 待添加的元素* @return 如果添加成功返回true*/@Overridepublic boolean add(E e) {add(size, e);return true;}/*** 在线性表中指定索引位置添加元素** @param index 指定索引位置* @param e     待添加的元素*/@Overridepublic void add(int index, E e) {checkIndexForAdd(index);// 判断是否需要扩容if (size == elements.length) {int minCapacity = size + 1;// 计算新数组的大小int newCapacity = calculateCapacity(minCapacity);// 扩容grow(newCapacity);}// 添加元素for (int i = size; i > index; i--) {elements[i] = elements[i - 1];}elements[index] = e;size++;modCount++;}private void grow(int newCapacity) {Object[] newArr = new Object[newCapacity];for (int i = 0; i < size; i++) {newArr[i] = elements[i];}elements = newArr; //Caution!}private int calculateCapacity(int minCapacity) {if (minCapacity > MAX_CAPACITY || minCapacity < 0) {throw new ArrayListOverflowException();}// 一定能够容纳minCapacity个元素int newCapacity = elements.length + (elements.length >> 1);if (newCapacity > MAX_CAPACITY || newCapacity < 0) {newCapacity = MAX_CAPACITY;}// 返回minCapacity和newCapacity的最大值return minCapacity > newCapacity ? minCapacity : newCapacity;}private void checkIndexForAdd(int index) {if (index < 0 || index > size) {throw new IndexOutOfBoundsException("index=" + index + ", size=" + size);}}/*** 清空所有元素*/@Overridepublic void clear() {for (int i = 0; i < size; i++) {elements[i] = null;}size = 0;modCount++;}/*** 判断线性表中是否有与指定对象o相等的元素** @param o 指定对象* @return 如果存在与o相等的元素返回true, 否则返回false.*/@Overridepublic boolean contains(Object o) {return indexOf(o) != -1;}/*** 获取指定索引位置的元素** @param index 指定索引位置* @return 该索引位置的元素*/@Override@SuppressWarnings("unchecked")public E get(int index) {checkIndex(index);return (E) elements[index];}private void checkIndex(int index) {if (index < 0 || index >= size) {throw new IndexOutOfBoundsException("index=" + index + ", size=" + size);}}/*** 获取线性表中第一个与指定对象o相等元素的索引** @param o 指定对象* @return 第一个与指定对象o相等元素的索引, 如果线性表中没有这样的元素返回-1*/@Overridepublic int indexOf(Object o) {if (o == null) {for (int i = 0; i < size; i++) {if (elements[i] == null) return i;}} else {for (int i = 0; i < size; i++) {if (o.equals(elements[i])) return i;}}return -1;}/*** 获取线性表中最后一个与指定对象o相等元素的索引** @param o 指定对象* @return 最后一个与指定对象o相等元素的索引, 如果线性表中没有这样的元素返回-1*/@Overridepublic int lastIndexOf(Object o) {if (o == null) {for (int i = size - 1; i >= 0; i--) {if (elements[i] == null) return i;}} else {for (int i = size - 1; i >= 0; i--) {if (o.equals(elements[i])) return i;}}return -1;}/*** 判断线性表中是否包含元素** @return 如果没有元素, 返回true; 否则返回false*/@Overridepublic boolean isEmpty() {return size == 0;}/*** 删除指定索引位置的元素** @param index 指定索引位置* @return 被删除的元素*/@Override@SuppressWarnings("unchecked")public E remove(int index) {checkIndex(index);E removeValue = (E) elements[index];for (int i = index; i < size - 1; i++) {elements[i] = elements[i + 1];}elements[size - 1] = null;  // 为了避免内存泄漏size--;modCount++;return removeValue;}/*** 删除第一个与指定对象o相等的元素** @param o 指定对象* @return 如果删除成功返回true, 否则返回false*/@Overridepublic boolean remove(Object o) {int index = indexOf(o);if (index != -1) {remove(index);return true;}return false;}/*** 替换指定索引位置的元素** @param index 指定索引位置* @param e     新值* @return 旧值*/@Override@SuppressWarnings("unchecked")public E set(int index, E e) {checkIndex(index);E oldValue = (E) elements[index];elements[index] = e;return oldValue;}/*** 获取线性表中元素的个数** @return 性表中元素的个数*/@Overridepublic int size() {return size;}@Overridepublic String toString() {StringBuilder sb = new StringBuilder("[");for (int i = 0; i < size; i++) {sb.append(elements[i]).append(", ");}if (size > 0) sb.delete(sb.length() - 2, sb.length());return sb.append("]").toString();}/*** 返回一个迭代器, 光标后面的元素的索引为 0** @return 迭代器*/@Overridepublic MyIterator<E> iterator() {return new Itr();}/*** 返回一个迭代器, 光标后面的元素的索引为 index** @param index 光标后面的元素的索引* @return 迭代器*/@Overridepublic MyIterator<E> iterator(int index) {checkIndexForAdd(index);return new Itr(index);}private class Itr implements MyIterator<E> {// 属性int cursor; // 下一个元素的索引int expModCount = modCount;int lastRet = -1; // 最近返回元素的索引，-1表示最近没有返回元素, 或者是最近返回的元素失效了// 构造方法Itr() {}Itr(int index) {cursor = index;}/*** 判断光标后面是否有元素** @return 如果光标后面还有元素返回true, 否则返回false*/@Overridepublic boolean hasNext() {return cursor != size;}/*** 将光标往后移动一个位置, 并将越过的元素返回** @return 被光标越过的元素*/@Override@SuppressWarnings("unchecked")public E next() {// 判断迭代器是否失效checkConModException();if (!hasNext()) {throw new NoSuchElementException();}/*E retValue = (E) elements[cursor];lastRet = cursor;cursor++;return retValue;*/lastRet = cursor;return (E) elements[cursor++];}private void checkConModException() {if (expModCount != modCount) {throw new ConcurrentModificationException();}}/*** 判断光标前面是否有元素** @return 如果光标前面是有元素返回true, 否则返回false*/@Overridepublic boolean hasPrevious() {return cursor != 0;}/*** 将光标往前移动一个位置, 并把被光标越过的元素返回** @return 被光标越过的元素*/@Override@SuppressWarnings("unchecked")public E previous() {checkConModException();if (!hasPrevious()) {throw new NoSuchElementException();}/*cursor--;E retValue = (E)elements[cursor];lastRet = cursor;return retValue;*/lastRet = --cursor;return (E) elements[cursor];}/*** 获取光标后面元素的索引** @return 光标后面元素的索引*/@Overridepublic int nextIndex() {return cursor;}/*** 获取光标前面元素的索引** @return 光标前面元素的索引*/@Overridepublic int previousIndex() {return cursor - 1;}/*** 在光标后面添加元素** @param e 待添加的元素*/@Overridepublic void add(E e) {checkConModException();// 如何复用MyArrayList的add(int index, E e)方法呢？MyArrayList.this.add(cursor, e);expModCount = modCount;lastRet = -1;cursor++; // 保证插入的顺序与存储的顺序一致}/*** 删除最近返回的元素*/@Overridepublic void remove() {checkConModException();if (lastRet == -1) {throw new IllegalStateException();}MyArrayList.this.remove(lastRet);expModCount = modCount;// 如何移动cursor呢？cursor = lastRet; // Caution!lastRet = -1;}/*** 替换最近返回的元素** @param e 新值*/@Overridepublic void set(E e) {checkConModException();if (lastRet == -1) {throw new IllegalStateException();}elements[lastRet] = e;lastRet = -1;}}

MyIterator迭代器

import java.util.Iterator;public interface MyIterator<E> extends Iterator<E> {void add(E e);boolean hasNext();boolean hasPrevious();E next();int nextIndex();E previous();int previousIndex();void remove();void set(E e);
}

MyList链表

public interface MyList<E> extends Iterable<E> {boolean add(E e);void add(int index, E element);void clear();boolean contains(Object o);E get(int index);int indexOf(Object o);int lastIndexOf(Object o);boolean isEmpty();MyIterator<E> iterator();MyIterator<E> iterator(int index);E remove(int index);boolean remove(Object o);E set(int index, E element);int size();
}

ArrayListOverflowException

public class ArrayListOverflowException extends RuntimeException{public ArrayListOverflowException() {}public ArrayListOverflowException(String message) {super(message);}
}

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