數據結構之數組[Java]

/**
 * @ClassName: Array
 * @Author: Leo
 * @Description: 數組類
 * @Date: 3/25/2020 9:08 PM
 */
public class Array<E> {

    //存放數據的數組
    private E[] data;
    //數組內元素數量
    private int size;

    /**
     * 創建時指定容量
     *
     * @param capacity
     */
    public Array(int capacity) {
        data = (E[]) new Object[capacity];
        size = 0;
    }

    /**
     * 默認容量爲10
     */
    public Array() {
        this(10);
    }

    /**
     * 獲取數組容量
     *
     * @return
     */
    public int getCapacity() {
        return data.length;
    }

    /**
     * 獲取數組元素個數
     *
     * @return
     */
    public int getSize() {
        return size;
    }

    /**
     * 判斷數組是否爲空
     *
     * @return
     */
    public boolean isEmpty() {
        return size == 0;
    }

    /**
     * 在index位置添加元素
     *
     * @param index
     * @param e
     */
    public void add(int index, E e) {
    	//如果下標<0 或者>實際元素數量
        if (index < 0 || index > size) {
            throw new IllegalArgumentException("Add failed. Require index >= 0 and index <= size.");
        }

        //如果超過容積 則進行擴容爲之前容積的兩倍
        if (size == data.length) {
            resize(2 * data.length);
        }

        //所有元素後移一個單位
        for (int i = size - 1; i >= index; i--) {
            data[i + 1] = data[i];
        }

        data[index] = e;
        size++;
    }

    /**
     * 數組擴容
     *
     * @param capacity
     */
    private void resize(int capacity) {
	    //創建一個新數組
        E newData[] = (E[]) new Object[capacity];
        //把之前數組的元素逐一賦值給新數組
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            newData[i] = data[i];
        }
        //把新數組的引用賦值給之前數組
        data = newData;
    }

    /**
     * 尾插法
     *
     * @param e
     */
    public void addLast(E e) {
        add(size, e);
    }

    /**
     * 頭插法
     *
     * @param e
     */
    public void addFirst(E e) {
        add(0, e);
    }

    /**
     * 獲取index位置的元素
     *
     * @param index
     * @return
     */
    public E get(int index) {
    	//如果下標<0 或者>=實際元素數量
        if (index < 0 || index >= size) {
            throw new IllegalArgumentException("Get failed. Index is illegal.");
        }
        return data[index];
    }

    /**
     * 設置index位置的元素
     *
     * @param index
     * @param e
     */
    public void set(int index, E e) {
   		 //如果下標<0 或者>=實際元素數量
        if (index < 0 || index >= size) {
            throw new IllegalArgumentException("Set failed. Index is illegal.");
        }
        data[index] = e;
    }

    /**
     * 判斷數組是否包含e
     *
     * @param e
     * @return
     */
    public boolean contains(E e) {
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            if (data[i].equals(e)) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

    /**
     * 查找e的下標
     *
     * @param e
     * @return
     */
    public int find(E e) {
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            if (data[i].equals(e)) {
                return i;
            }
        }
        return -1;
    }

    /**
     * 刪除index位置的元素
     *
     * @param index
     * @return
     */
    public E remove(int index) {
    	//如果下標<0 或者>=實際元素數量
        if (index < 0 || index >= size) {
            throw new IllegalArgumentException("Remove failed. Index is illegal.");
        }
        //暫存查找到的元素e
        E e = data[index];
        //所有元素向前移動一個位置
        for (int i = index; i < size; i++) {
            data[i] = data[i + 1];
        }
        size--;
        data[size] = null;
        //如果刪除後，元素個數爲數組的1/4 則進行擴容
        if (size == data.length / 4 && data.length / 2 != 0) {
            resize(data.length / 2);
        }
        return e;
    }

    /**
     * 刪除第一個元素
     *
     * @return
     */
    public E removeFirst() {
        return remove(0);
    }

    /**
     * 刪除最後一個元素
     *
     * @return
     */
    public E removeLast() {
        return remove(size - 1);
    }

    /**
     * 刪除指定元素
     *
     * @param e
     */
    public void removeElement(E e) {
    	//首先查找元素 並返回元素下標
        int i = find(e);
        if (i != -1) {
            remove(i);
        }
    }

    @Override
    public String toString() {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.append(String.format("Array: size = %d , capacity = %d\n", size, data.length));
        sb.append('[');
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            sb.append(data[i]);
            if (i != size - 1) {
                sb.append(',');
            }
        }
        sb.append(']');
        return sb.toString();
    }

}