25java模拟容器的实现

时间:2020-10-21
本文章向大家介绍25java模拟容器的实现，主要包括25java模拟容器的实现使用实例、应用技巧、基本知识点总结和需要注意事项，具有一定的参考价值，需要的朋友可以参考一下。

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：

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。

原文地址：https://www.cnblogs.com/fanfada/p/13855102.html

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