Java基础——数组队列的原理和实现

1.1 数组基本概念

数组是一个容器，可以存储同一数据类型的N个数据；

数组是一个数据结构，是数据结构中访问速度最快的；

数组是直接通过下标进行定位；

数组是属于引用数据类型（数组名中存储的是内存首地址）；

数组本身只有有length属性（获取数组能存储的数据个数），但是有从Objuect父类继承的属性和方法。

1.2数组在内存中的存储：

数组在内存中是一个连续的存储空间；

一维数组、二维数组....

1.3数组排序：

堆排序

2.数组队列

利用数组这个数据结构，来实现多个数据的类。

数组在定义的时候要定义类型和大小，定义完后不能修改（不能动态改变大小和数据类型）。

存储数据的个数是会根据实际情况进行变化，但是数组大小无法改变。

不确定要存储的个数：

数组定义大了，数据小了，浪费空间；

数组定义小了，数据多了，越界、存储不下。

要满足上述两种要求，利用数组名中存储的是数组对象在堆内存中的首地址。

存储数据类型，在单独某一个程序使用中是不会存在太大问题。

数组队列是否能够通用，数据类型。

Object是所有类的父类：Java中所有基本数据类型都由对应一个类，其父类为Object。

如果要求数组中只能存储某一种数据类型；

如果要求数组中可以存储任何数据类型。

要满足上述两种要求，只能使用Java泛型。

泛型不是数据类型，是一种特殊的符号，用于泛指Java中任意一种引用类型。

在编写数组队列（提供的插件类），不确定之后要存储的数据类型，则只能使用泛型的表示。

泛型在此处只是一个占位符，之后在使用中。

3.源码

3.1 myArrayList<E>

package com.java8.arraylist;

/**
 * 自定义数组队列类
 *
 * @param <E>
 */
public class myArrayList<E> {

    // 声明数组名称：Object数组类型，使用时可以适配所有类型
    // 不要忘记Object[]，后面要加[]
    private Object[] array;
    //初始化数组序号index
    private int index = 0;
    //初始化数组的长度length
    private int length = 1;

    /**
     * 无参构造函数
     * 构造array对象，初始化大小为length = 1
     */
    public myArrayList() {
        array = new Object[length];
    }

    /***
     * 添加元素与数组队列
     * @param e
     */
    public void add(E e) {
        //1.若放入的第index个元素，比数组长度小，则直接放入
        if (index < length) {
            array[index] = e;
            index++;
        }
        //2.若放入的第index个元素，比数组长度大，则:扩充数组长度
        else {
            //2.1 新建一个2倍length的数组tempArray:数据类型Object[]
            Object[] tempArray = new Object[2 * length];
            //2.2 复制array的全部值（index=length个）至tempArray
            for (int i = 0; i < index; i++) {
                tempArray[i] = array[i];
            }
            //2.3 将最新的元素，放入tempArray
            tempArray[index] = e;
            //2.4 更新array为tempArray【千万不要忘记！！！】
            array = tempArray;
            //2.5 更新长度length
            length = tempArray.length;
            //2.6 更新序号index
            index++;
        }
    }

    /**
     * 数组大小
     * @return：int 数组大小
     */
    public int size(){
        //序号往往是最好一个，数组队列的size也就是序号值
        return index;
    }

    /**
     * 第index个元素
     * @param index：int，第几个
     * @return 返回数组队列中的第index个元素，E类型
     */
    public E get(int index){
        if(index<0||index>length){
            return null;
        }else{
            //（E)：表示将Object类的元素，强制转换为E类型的元素
            return (E) array[index];
        }
    }
}

3.2 测试代码myManage

package com.java8.arraylist;

import java.util.Random;

public class MyManage {
    public static void main(String arg[]) {

        //创建数组队列对象
        myArrayList<Integer> listInt = new myArrayList<Integer>();
        //随机获取size的大小，长度不定
        int size = new Random().nextInt(20) + 1;

        //放置元素于数组队列：add(i)
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            listInt.add(i);
        }

        //输出数组队列所有元素：size()和get(i)
        for (int i = 0; i < listInt.size(); i++) {
            System.out.println("第index个元素为：" + listInt.get(i));
        }
    }

}