Java数据结构和算法-1-数组-自定义封装一个数组操作类（1）

- 日理万妓 2022-03-10 06:56 178阅读 0赞

突然感觉好久没有学习Java和写Java代码了，工作中使用的Groovy来源其实大部分和Java是一样，有时比Java风格要简写。对于很多初级程序员来说，不管什么开发写代码，关于数组，字符串的处理，肯定是最多的。这个系列，我来学习下Java中的数据结构和算法课程。有时候，面试看到了什么二叉树，红黑树，完全不知道是什么鬼，希望学习了这个课程之后，能掌握基本的，或者能够用在面试上面。

数组是学习数据结构和算法的基础，所以，我们需要花大量时间去弄懂数组和和数组的常用方法，甚至有些方法是需要我们去看源代码是如何实现的。关于数组，我们先复习下曾经在Java SE中的知识。

**1、如何创建数组**

package array;
    
    public class TestArray {
    
       public static void main(String[] args) {
    
              // 创建数组格式： 类型[] 数组名称 = new 类型[初始大小]
              int[] arr = new int[10];
           }
    }

创建数组之前，需要想好数组的类型，是int还是long还是String，还需要给数组起一个名字，例如arr，使用关键字new来创建数组对象，而且需要指定数组的初始大小，例如上面10，表示这个数组最多有10个元素。

**2、访问数组中数据项**

数组的数据项也叫数组中的元素，是通过元素的索引来查找元素。数字0表示第一个元素，数字1表示第二个元素，数字-1表示最后一个元素，数字-2表示倒数第二个元素。

package array;
    
    public class TestArray {
    
        public static void main(String[] args) {
    
    	// 创建数组格式： 类型[] 数组名称 = new 类型[初始大小]
            int[] arr = new int[10];
            // 访问数组的数据项
            arr[0] = 1;
            System.out.println(arr[0]);
        }
    }

**3、数组的初始化**

前面我们只是初始化了数组的大小，并没有对数据项初始化。如果想在声明数组的时候并初始化数组内容，需要如下做，并不需要给出数组大小。

package array;
    
    public class TestArray {
    
       public static void main(String[] args) {
    
          int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5};
          System.out.println(arr[2]);
       }
    }

**4、经典的数组下标越界异常**

在上面部分，我们初始化了数组，里面有\{1,2,3,4,5\}五个元素，如果我们想访问arr\[5\]，这个时候就会报错：java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException

因为，元素下标是从数字0开始，而arr\[6\]是访问第六个元素，但是数组只有五个元素，所以报数组索引越界异常。

**5、创建一个MyArray自定义封装数组方法类**

package array;
    
    
    public class MyArray {
    
       private long[] arr;
    
       // 表示有效元素的长度
    
       private int elements;
    
       public MyArray() {
    
          arr = new long[50];
    
       }
    
       public MyArray(int maxsize) {
    
          arr = new long[maxsize];
    
       }
    
    }

这个封装的类，写了一个属性，数组的元素大小，还写了两个构造方法，一个是无参数构造，默认元素大小是50，第二个是有参数构造，支持传进来的元素大小为参数。

**6、添加类方法（数组操作）**

我们先来添加数据方法和打印整个数组内容的方法，第二个打印方法需要掌握并能写出来。

package array;
    
    
    public class MyArray {
    
       private long[] arr;
    
       // 表示有效元素的长度
    
       private int elements;
    
    
       public MyArray() {
          arr = new long[10];
       }
    
    
       public MyArray(int maxsize) {
          arr = new long[maxsize];
       }
    
    
       /**
        * 添加数据
        */
    
       public void insert(long value) {
    
          arr[elements] = value;
          elements++;
       }
    
    
       /**
        * 打印数组内容
        */
    
       public void print() {
    
          System.out.print("[");
          for (int i = 0; i < elements; i++) {
            System.out.print(arr[i] + " ");
          }
    
          System.out.println("]");
       }
    
    }

测试类代码

package array;
    
    
    public class TestMyArray {
    
    
       public static void main(String[] args) {
    
          MyArray arr = new MyArray(3);
    
          arr.insert(13);
          arr.insert(24);
          arr.insert(96);
    
          arr.print();
    
       }
    }

第一个方法insert()中，为什么要使用arr\[elements\]=value，然后elements++, 因为elements这个类属性，没有进行初始化，默认的值就是0，第一个添加元素进入数组，这个元素的索引就是0，第二次添加元素索引就是1，所以elements要自增。

第二个方法，这个方法可能在面试中会遇到，算是比较简单的送分题。一般题目会要求你使用自己的方法去打印数组内容，而且明确指出不能用JDK自带的API去实现。这个方法注意换行就是，还有最后一个元素后面空格，我们可以再次进行优化。

public void print() {
    
          System.out.print("[");
    
          for (int i = 0; i < elements; i++) {
    
            if(i == elements - 1) {
    
               System.out.print(arr[i]);
    
            }else {
    
               System.out.print(arr[i] + " ");
    
            }
    
          }
    
          System.out.println("]");
    
       }

增加根据元素值找索引方法。

/**
    	 * 元素查找，根据value查key
    	 */
    	public int search (long value) {
    		int i;
    		for (i = 0; i < elements; i++) {
    			if(value == arr[i]) {
    				break; // 找到了就不再查了
    			}
    		}
    		
    		//做判断，考虑查不到就返回-1
    		if(i == elements) {
    			return -1;
    		}else {
    			return i;
    		}
    	}

测试代码

package array;
    
    public class TestMyArray {
    
    	public static void main(String[] args) {
    		MyArray arr = new MyArray(3);
    		arr.insert(13);
    		arr.insert(24);
    		arr.insert(96);
            
    		arr.print();
    		System.out.println(arr.search(96));
    		System.out.println(arr.search(102));
    	}
    }

运行结果：

[13 24 96]
    2
    -1

添加根据索引查找元素值方法

/**
    	 * 查找元素：根据元素索引查找值，需要考虑索引越界异常
    	 */
    	public long search(int index) {
    		if(index >= elements || index < 0) {
    			throw new ArrayIndexOutOfBoundsException();
    		} else {
    			return arr[index];
    		}
    	}

下面来测试一下

package array;
    
    public class TestMyArray {
    
    	public static void main(String[] args) {
    		MyArray arr = new MyArray(3);
    		arr.insert(13);
    		arr.insert(24);
    		arr.insert(96);
            
    		arr.print();
    		System.out.println(arr.search(2));
    		System.out.println(arr.search(3));
    	}
    }

运行结果：

[13 24 96]
    96
    Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException
    	at array.MyArray.search(MyArray.java:63)
    	at array.TestMyArray.main(TestMyArray.java:13)

下一篇，继续学习这个数组类封装其他的操作方法。