看得见的数据结构Android版之表的数组实现(数据结构篇)

课程表，成绩表，作息时间表、列车行程表、手表(这个算了吧...)

可以把同类的对象统一管理，比如成绩表:
高三12班的54为同学的成绩是对象，对象又包括数学、语文、英语...等属性  
把混乱的54个对象放在一起，这么一排，哪个是学霸，哪个是学渣一目了然，非常方便  
如果其中某个对象的成绩改错了，可以get到对象重新set一下，也非常方便  
如果中间一个人作弊了，分数取消，直接remove掉，后面的人名词往前排,也非常方便  
如果高三12班和高三11班要比较成绩，两张表contact一下，就成一张表，合并也很方便

1.数组定长：添加新元素，定位添加都很困难
2.拿删除来说：数组remove掉了，后面的人名次都不变----(我还没个空白名次高，你说气人不气人...)
3.表是一种抽象数据类型(Abstract Data Type)，既然是抽象就是规范或功能，表会有不同的实现形式 

[番外]：小和尚问老和尚："什么是圣人?"    老和尚说："好好学习，天天向上，乐于助人，诚信友善"
这里"圣人"便是一种抽象，"好好学习，天天向上，乐于助人，诚信友善"便是"圣人"的"条件（功能）"，
小和尚按照这么做了，他就是老和尚眼中的"圣人"，即小和尚实现了圣人。

4.同样，表是一种抽象，也可以定义你眼中的表，并为它附上add(),get(),set(),remove()等功能  
5.其实Java的ArrayList实现了List这个抽象接口

/**
 * 作者：张风捷特烈
 * 时间：2018/9/25 0025:8:25
 * 邮箱：1981462002@qq.com
 * 说明：线性表结构接口
 */
public interface IChart<T> {
//region -------------添加操作------------

    /**
     * 定点添加
     *
     * @param index 索引
     * @param el    数据元素
     */
    void add(int index, T el);

    /**
     * 添加尾
     *
     * @param el 数据元素
     */
    void add(T el);

//endregion

//region -------------删除操作------------

    /**
     * 定位删除
     *
     * @param index 索引
     * @return 删除的元素
     */
    T remove(int index);

    /**
     * 删除尾位
     *
     * @return 删除的元素
     */
    T remove();

    /**
     * 删除指定元素的第一次出现时
     *
     * @param el 数据元素
     * @return 元素位置
     */
    int removeEl(T el);

    /**
     * 删除所有指定元素
     *
     * @param el 数据元素
     */
    boolean removeEls(T el);

    /**
     * 清空集合
     */
    void clear();

//endregion

//region -------------改查操作------------

    /**
     * 设置某位置的元素新值
     *
     * @param index 索引
     * @param el    新值
     * @return 旧值
     */
    T set(int index, T el);

    /**
     * 根据指定位置获取元素
     *
     * @param index 索引
     * @return 数据元素
     */
    T get(int index);

    /**
     * 根据指定元素获取匹配索引
     *
     * @param el 数据元素
     * @return 索引集
     */
    int[] getIndex(T el);
//endregion

//region ------------其他操作-------------

    /**
     * 集合是否包含某元素
     *
     * @param el 数据元素
     * @return 是否包含
     */
    public boolean contains(T el);

    /**
     * 连接两个集合
     *
     * @param iChart 插入集合
     * @return 合并后的集合
     */
    public IChart<T> contact(IChart<T> iChart);

    /**
     * 定点连接两个集合
     *
     * @param index  索引
     * @param iChart 插入集合
     * @return 合并后的集合
     */
    IChart<T> contact(int index, IChart<T> iChart);

    /**
     * 是否为空
     *
     * @return 是否为空
     */
    boolean isEmpty();

    /**
     * 返回集合大小
     *
     * @return 大小
     */
    int size();
    
    /**
     * 获取数组容量
     * @return 数组容量
     */
    int capacity();

//endregion
}

/**
 * 作者：张风捷特烈<br/>
 * 时间：2018/11/21 0021:8:18<br/>
 * 邮箱：1981462002@qq.com<br/>
 * 说明：数组实现线性表结构
 */
public class ArrayChart<T> implements IChart<T> {
 //空实现---略
}

private int size;//表中数据的个数
private T[] data;//数据核心承载体
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;//默认数组容量
private static final float GROW_RATE = 1.5f;//扩容增长率

public ArrayChart() {
    this(DEFAULT_CAPACITY);//无参构造默认创建10个容量的数组
}
public ArrayChart(int capacity) {
    data = (T[]) new Object[capacity];//新创建[数组表]时初始化数组
}

@Override
public boolean isEmpty() {
    return size == 0;
}

@Override
public int size() {
    return size;
}

@Override
public int capacity() {
    return data.length;
}

@Override
public void add(T el) {
    add(size , el);//这里size---是因为在size之前一位添加
}

@Override
public void add(int index, T el) {
    if (index < 0 || index > size) {
        throw new IllegalArgumentException("Add failed! Make sure index < 0 || index > size");
    }
    //从最后一个元素开始,到定点位置元素,元素都后移一位
    for (int i = size - 1; i >= index; i--) {
        data[i + 1] = data[i];
    }
    data[index] = el;
    size++;
}

 @Override
 public T set(int index, T el) {
     if (index < 0 || index >= size) {
         throw new IllegalArgumentException("Set failed! Make sure index < 0 || index > size");
     }
     T oldEl = get(index);
     data[index] = el;//设置一下，很简单
     return oldEl;
 }

 @Override
 public T get(int index) {
     if (index < 0 || index >= size) {
         throw new IllegalArgumentException("Get failed! Make sure index < 0 || index > size");
     }
     return data[index];//查询数组的对应索引处
 }

@Override
public int[] getIndex(T el) {
    int[] tempArray = new int[size];//临时数组
    int count = 0;//重复个数
    for (int i = 0; i < size; i++) {//遍历集合,获取该元素重复个数，及位置数组
        if (data[i].equals(el)) {
            tempArray[count] = i;
            count++;
        }
    }
    //将临时数组压缩---排除空位
    int[] indexArray = new int[count];
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        indexArray[i] = tempArray[i];
    }
    return indexArray;//返回查找元素的索引数组(相当于成绩表看数学80分的都有哪些人)
}

@Override
public T remove() {
    return remove(size - 1);
}

@Override
public T remove(int index) {
    if (index < 0 || index >= size) {
        throw new IllegalArgumentException("Remove failed! Make sure index < 0 || index > size");
    }
    T temp = get(index);
    //从删除元素索引的下一位开始到结尾，依次左移
    // 可简写: System.arraycopy(data, index + 1, data, index + 1 - 1, size - index + 1);
    for (int i = index + 1; i < size; i++) {
        data[i - 1] = data[i];
    }
    size--;
    //置空--游荡的对象
    data[size] = null;
    return temp;
}

@Override
public int removeEl(T el) {
    int[] indexes = getIndex(el);//查找元素的索引集合，删除首个
    int index = -1;
    if (indexes.length > 0) {
        index = indexes[0];
        remove(indexes[0]);
    }
    return index;
}
@Override
public boolean removeEls(T el) { //查找元素的索引集合,删除所有
    int[] indexArray = getIndex(el);
    if (indexArray.length != 0) {
        for (int i = 0; i < indexArray.length; i++) {
            remove(indexArray[i] - i); // 注意-i
        }
        return true;
    }
    return false;
}

/**
 * 扩容/缩容
 *
 * @param newCapacity 新容量
 */
private void grow(int newCapacity) {
    T[] newData = (T[]) new Object[newCapacity];//创建个大篮子
    for (int i = 0; i < size; i++) {//把原来的元素放到大篮子里
        newData[i] = data[i];
    }
    data = newData;
}

@Override
public void add(int index, T el) {
    if (size == data.length) {//篮子装不下了---
        grow((int) (GROW_RATE * data.length));//换个1.5倍的篮子
    }
    if (index < 0 || index > size) {
        throw new IllegalArgumentException("Add failed! Make sure index < 0 || index > size");
    }
    //从最后一个元素开始,到定点位置元素,元素都后移一位
    //可简写：System.arraycopy(data, index, data, index + 1, size - index);
    for (int i = size - 1; i >= index; i--) {
        data[i + 1] = data[i];
    }
    data[index] = el;
    size++;
}

@Override
public T remove(int index) {
    if (index < 0 || index >= size) {
        throw new IllegalArgumentException("Remove failed! Make sure index < 0 || index > size");
    }
    T temp = get(index);
    //从删除元素索引的下一位开始到结尾，依次左移
    // 可简写: System.arraycopy(data, index + 1, data, index + 1 - 1, size - index + 1);
    for (int i = index + 1; i < size; i++) {
        data[i - 1] = data[i];
    }
    size--;
    //置空--游荡的对象
    data[size] = null;
    //缩容----此处限定是为了避免反复出现扩容缩容---可自定义
    if (size == data.length / 4 && data.length / 2 != 0 && data.length > 5) {
        grow(data.length / 2);
    }
    return temp;
}

@Override
public void clear() {
    size = 0;
    grow(DEFAULT_CAPACITY);
}

 @Override
 public boolean contains(T el) {
     return getIndex(el).length != 0;//按值查询有数据
 }

@Override
public IChart<T> contact(IChart<T> iChart) {
    return contact(size - 1, iChart);
}


@Override
public IChart<T> contact(int index, IChart<T> iChart) {
    if (!(iChart instanceof ArrayChart)) {//必须是数组才能联合
        return null;
    }
    //从index处遍历本数组，将待插入数据一个一个插入
    for (int i = index; i < index + iChart.size(); i++) {
        add(i + 1, iChart.get(i - index));
    }
    return this;
}