数组是学习编程语言时较先接触到的一种数据结构，本章基于Java的静态数组实现动态数组，并进行简单的复杂度分析
数组相信各位都知道，那什么是动态数组呢？我们定义一个数组后，一般长度会直接定义好，如果数组容量被存满，就无法再继续往数组中添加元素，动态数组则是当容量被存满，会自动进行扩容操作
添加元素后自动扩容
删除元素后自动缩容
public class Array<E> {private int size;private Object[] data;//有参构造函数，传入数组的容量capacity构造Array public Array(int capacity) {size = 0;data = new Object[capacity];}//无参构造函数，调用有参构造函数，默认定义capacity数组容量为10 public Array() {this(10);}//获取数组中元素的个数 public int getSize() {return size;}//获取数组的容量 public int getCapacity() {return data.length;}//判断数组是否为空 public boolean isEmpty() {return size == 0;}//在数组的尾部添加元素 public void addLast(E e) {add(size, e);}//在数组的头部添加元素 public void addFirst(E e) {add(0, e);}//在下标为index的位置插入一个元素e public void add(int index, E e) {if (index < 0 || index > size)throw new IllegalArgumentException("Add failed,index need >=0 and <=size");if (size == data.length) {resize(2 * data.length);}for (int i = size - 1; i >= index; i--) {data[i + 1] = data[i];}data[index] = e;size++;}/* * 重新定义数组的容量，当数组元素增加或减少到一定条件时* 调用此方法更改数组容量，实现数组自动扩容与缩容 */private void resize(int newCapacity) {Object[] newData = new Object[newCapacity];for (int i = 0; i < size; i++)newData[i] = data[i];data = newData;}//获取下标为index的元素 public Object get(int index) {if (index < 0 || index >= size)throw new IllegalArgumentException("Get failed,index is illegal");return data[index];}//获取第一个元素 public Object getFirst() {return get(0);}//移除元素e public void removeElement(E e) {int index = find(e);if (index != -1)remove(index);}//移除下标为index的元素，并返回被移除的元素 @SuppressWarnings("unchecked")public E remove(int index) {if (index < 0 || index >= size)throw new IllegalArgumentException("Remove failed,index is illegal");if (size == data.length / 4 && data.length / 2 != 0) {resize(data.length / 2);}Object temp = data[index];for (int i = index + 1; i < size; i++) {data[i - 1] = data[i];}size--;data[size] = null;return (E) temp;}//移除第一个元素并返回 public E removeFirst() {return remove(0);}//移除最后一个元素并返回 public E removeLast() {return remove(size - 1);}//判断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].equals(e))return true;}return false;}//查询元素e的下标 public int find(E e) {for (int i = 0; i < size; i++) {if (data[i].equals(e))return i;}return -1;}@Overridepublic 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();}}
简单时间复杂度分析
增：
add(index,e) O(n)
addLast(e) O(1)
addFirst(e) O(1)
取最坏的情况所以增的时间复杂度是 O(n)
删：
删除与增加同理同是 O(n)
改：
set(index,e)
已知索引的情况下是O(1)，未知索引的情况下是O(n)
查：
get(index) O(1)
contains(e) O(n)
find(e) O(n)
已知索引的情况下是O(1)，未知索引的情况下是O(n)
均摊复杂度分析
addLast：O(1)
当数组增加元素达到一定数量时，会调用resize方法进行扩容操作，例如：
一个容量为8的数组，当addLast调用9次时，会调用resize方法进行扩容操作，显然并不是每次addLast都会调用resize，所以说9次addLast操作会触发一次resize(给容量为8的数组扩容时，会有8次元素存入新数组的操作)，总共进行了17 (9次addLast加上扩容的8次元素存入新数组的操作) 次基本操作
平均每次addLast操作，进行2 (17÷9≈2) 次基本操作
也就是说，当数组容量为n时，n+1次addLast操作会调用一次resize操作，总共2n+1次基本操作
平均每次addLast操作，进行2次基本操作
所以addLast的时间复杂度可以算是O(1)的，也就是说在均摊计算中，比计算最坏的情况有意义
removeLast：与addLast同理
复杂度的震荡
当同时思考addLast和removeLast操作的时候：
假如调用addLast触发resize扩容后调用removeLast显然也会调用resize进行缩容，这个操作如果反复执行就会导致复杂度的震荡，所以代码中removeLast方法中,并没有像addLast中那样直接让data.length/2，而是当数组内的元素等于四分之一容量的时候，才会执行缩容的操作，就可以解决复杂度的震荡
if (size == data.length / 4 && data.length / 2 != 0) {resize(data.length / 2);}
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