動態陣列

1、陣列

陣列是一種順序儲存的線性表，所有的元素的記憶體地址都是連續的。

2、物件陣列

物件陣列就是儲存一些相關物件地址的陣列。如下圖所示。

3、null值處理

關於陣列中是否可以儲存null取決於自身的設計。

注意：

1、如果可以儲存null值，那麼要對程式碼中equals()等函式經行相關的邏輯處理。防止空指標異常。

2、如果要刪除物件陣列中的某個元素，可以將該值置為null，後續會由java的垃圾回收機制(回收沒有被其他變數所引用的堆空間)自動回收。

4、仿照java的Arraylist類動態陣列的java程式碼

public class ArrayList<E> {

    //元素數量
    private int size;

    //所有的元素
    private E[] elements;

    //預設容量
    private static final int DEFAULT_CAPACITY = 8;

    //元素未找到
    private static final int ELEMENT_NOT_FOUNT = -1;

    public ArrayList(int capacity) {
        capacity = (capacity < DEFAULT_CAPACITY) ? DEFAULT_CAPACITY : capacity;
        elements = (E[]) new Object[capacity];
    }

    public ArrayList() {
        this(DEFAULT_CAPACITY);
    }

    /**
     * 清楚所有元素
     * 注意這裡是物件陣列！！！想刪除陣列中的元素要置為null即銷燬物件
     */
    public void clear() {
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            elements[i] = null;
        }
        size = 0;
    }

    /**
     * 返回元素的數量
     *
     * @return
     */
    public int size() {
        return this.size;
    }

    /**
     * 是否為空
     *
     * @return
     */
    public boolean isEmpty() {
        return size == 0;
    }

    /**
     * 是否包含某個元素
     *
     * @param element
     * @return
     */
    public boolean contains(E element) {
        return indexOf(element) != ELEMENT_NOT_FOUNT;
    }

    /**
     * 新增元素到尾部
     *
     * @param element
     */
    public void add(E element) {
        this.add(size, element);
    }

    /**
     * 獲取index位置的元素
     *
     * @param index
     * @return
     */
    public E get(int index) {
        rangeCheck(index);
        return elements[index];
    }

    /**
     * 設定index位置的元素
     *
     * @param index
     * @param element
     * @return
     */
    public E set(int index, E element) {
        rangeCheck(index);
        E old = elements[index];
        elements[index] = element;
        return old;
    }

    /**
     * 在index位置插入元素
     *
     * @param index
     * @param element
     * @return
     */
    public void add(int index, E element) {
        rangeCheckForAdd(index);
        ensureCapacity(size + 1);
        //for (int i = size - 1; i >= index; i--) {
        //    elements[i + 1] = elements[i];
        //}
        // 最佳化
        for (int i = size ; i > index; i--) {
            elements[i] = elements[i - 1];
        }
        elements[index] = element;
        size++;
    }

    /**
     * 刪除index位置的元素
     *
     * @param index
     * @return
     */
    public E remove(int index) {
        rangeCheck(index);
        E old = elements[index];
        for (int i = index + 1; i < size ; i++) {
            elements[i - 1] = elements[i];
        }
        //size--;
        elements[--size] = null;
        return old;
    }

    /**
     * 檢視元素的索引
     *
     * @param element
     * @return
     */
    public int indexOf(E element) {
        // 陣列允許儲存null,因此單獨處理
        if (element == null) {
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                if (elements[i] == null) {
                    return i;
                }
            }
        } else {
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                // 注意element要放前面
                if (element.equals(elements[i])) {
                    return i;
                }
            }
        }
        return ELEMENT_NOT_FOUNT;
    }

    @Override
    public String toString() {
        StringBuilder str = new StringBuilder();
        str.append("size = ").append(size).append(",elements = [");
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            //先新增 ',' 在填充元素,推薦該方式，少一步減法操作
            if (i != 0) {
                str.append(", ");
            }
            str.append(elements[i]);

            //if (i != size - 1){
            //    str.append(", ");
            //}
        }
        str.append("]");
        return str.toString();
    }

    /**
     * 保證陣列有capacity的容量
     * 如果沒有capacity容量 則擴容
     *
     * @param capacity 陣列當前應有的元素數量
     */
    private void ensureCapacity(int capacity) {
        // 當前陣列的最大容量
        int oldCapacity = elements.length;
        if (oldCapacity >= capacity) {
            return;
        }
        // 新容量為舊容量的1.5倍
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
        E[] newElements = (E[]) new Object[newCapacity];
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            newElements[i] = elements[i];
        }
        elements = newElements;
        System.out.println(oldCapacity + "擴容為: " + newCapacity);
    }

    private void outOfBounds(int index) {
        throw new IndexOutOfBoundsException("Index: " + index + ",Size: " + size);
    }

    private void rangeCheck(int index) {
        if (index < 0 || index >= size) {
            outOfBounds(index);
        }
    }

    private void rangeCheckForAdd(int index) {
        if (index < 0 || index > size) {
            outOfBounds(index);
        }
    }
}