Java封装数组之改进为泛型数组操作详解

/**
 * 2.泛型数组
 */
public class GenericArray<E> {
  //使用private 的目的是防止用户从外界修改，造成数据不一致
  private E[] data;
  private int size;//数组中元素个数

  //构造函数，传入数组的容量capacity构造Array函数
  public GenericArray(int capacity) {
    data = (E[]) new Object[capacity];//泛型不能直接实例化
    size = 0;
  }

  //无参构造函数，默认数组的容量capacity=10
  public GenericArray() {
    this(10);
  }

  //获取数组中元素个数
  public int getSize() {
    return size;
  }

  //获取数组的容量
  public int getCapacity() {
    return data.length;
  }

  //获取数据是否为空
  public boolean iEmpty() {
    return size == 0;
  }

  //向所有元素后添加元素
  public void addLast(E e) {
    add(size, e);//size表示此时的最后一个元素
  }

  //在所有元素之前添加一个新元素
  public void addFirst(E e) {
    add(0, e);//0表示第一个位置
  }

  //在第index个位置插入一个新元素
  public void add(int index, E e) {
    //(1)先判断当前数组容量是否已满，未满则转入(2),否则抛出异常
    if (size == data.length) {
      throw new IllegalArgumentException("数组已满");
    }

    //(2)判断当前需要插入值的位置是否合理，合理则转入(3),否则抛出位置不合法异常
    if (index < 0 || index > size) {
      throw new IllegalArgumentException("您选择的位置不合法");
    }

    //将index位置之后的元素往后依次移动一位
    for (int i = size - 1; i >= index; i--) {
      //(3)将index之后的元素依次往后移动一位，然后将新元素插入到index位置
      data[i + 1] = data[i];
    }
    data[index] = e;
    //(4)维护size值
    size++;
  }

  //获取index索引位置的元素
  public E get(int index) {
    //(1)判断当前需要插入值的位置是否合理，合理则转入(2),否则抛出位置不合法异常
    if (index < 0 || index > size)
      throw new IllegalArgumentException("您选择的位置不合法");

    //(2)返回索引index对应的值
    return data[index];
  }

  //获取最后一个元素
  public E getLast() {
    return get(size - 1);
  }

  //获取第一个元素
  public E getFirst() {
    return get(0);
  }

  //修改index索引位置的元素为e
  void set(int index, E e) {
    //(1)判断当前需要插入值的位置是否合理，合理则转入(2),否则抛出位置不合法异常
    if (index < 0 || index > size)
      throw new IllegalArgumentException("您选择的位置不合法");

    //(2)修改索引index对应的值
    data[index] = e;
  }

  //查找数组中是否包含元素e
  public boolean contains(E e) {
    for (int i = 0; i < size; i++) {
      if (data[i] == e)
        return true;
    }
    return false;
  }

  //查找数组中元素e所在的索引（只是一个），如果不存在元素e，则返回-1；
  public int find(E e) {
    for (int i = 0; i < size; i++) {
      if (data[i] == e)
        return i;
    }
    return -1;
  }

  //从数组中删除index位置的元素，返回删除的元素
  public E remove(int index) {
    //1.判断索引的选择是否合法
    if (index < 0 || index > size)
      throw new IllegalArgumentException("您选择的位置不合法");

    //2.先存储需要删除的索引对应的值
    E ret = data[index];

    //将索引为index之后（index）的元素依次向前移动
    for (int i = index + 1; i < size; i++) {
      //3.执行删除--实质为索引为index之后（index）的元素依次向前移动，将元素覆盖
      data[i - 1] = data[i];
    }
    //4.维护size变量
    size--;
    // loitering objects != memory leak 手动释放内存空间
    data[size] = null;
    //5.返回被删除的元素
    return ret;
  }

  //从数组中删除第一个元素，返回删除的元素
  public E removeFirst() {
    return remove(0);
  }

  //从数组中删除最后一个元素，返回删除的元素
  public E removeLast() {
    return remove(size - 1);
  }

  //从数组中删除元素（只是删除一个）
  public void removeElement(E e) {
    int index = find(e);
    if (index != -1)
      remove(index);
  }

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

}

public class Student {
  private String name;
  private int score;

  public Student(String name, int score) {
    this.name = name;
    this.score = score;
  }

  @Override
  public String toString() {
    return String.format("Student(name:%s, score:%d)", name, score);
  }

  public static void main(String[] args) {
    GenericArray<Student> studentArray = new GenericArray<>();
    studentArray.addLast(new Student("test01", 66));
    studentArray.addLast(new Student("test02", 77));
    studentArray.addLast(new Student("test03", 88));
    System.out.println(studentArray);
  }
}