java list底层实现

Java List底层实现

导言

作为一名经验丰富的开发者，我将教你如何实现Java List的底层实现。List是Java中常用的数据结构，它可以存储任意类型的元素，并且允许元素的重复。在这篇文章中，我将向你展示如何使用数组来实现List。首先，让我们来了解整个实现过程的流程。

实现过程

下表将展示实现Java List的底层结构的步骤和相应的代码。

public class MyList<E> { private Object[] elements; private int size; private int capacity;

// 构造方法
public MyList() {
    capacity = 10;
    elements = new Object[capacity];
    size = 0;
}

}

| 2 | 实现添加元素的方法 | ```java
public void add(E element) {
    if (size == capacity) {
        resize();
    }
    elements[size] = element;
    size++;
}
``` |
| 3 | 实现获取指定位置元素的方法 | ```java
public E get(int index) {
    if (index >= size || index < 0) {
        throw new IndexOutOfBoundsException("Index: " + index + ", Size: " + size);
    }
    return (E) elements[index];
}
``` |
| 4 | 实现删除指定位置元素的方法 | ```java
public void remove(int index) {
    if (index >= size || index < 0) {
        throw new IndexOutOfBoundsException("Index: " + index + ", Size: " + size);
    }
    for (int i = index; i < size - 1; i++) {
        elements[i] = elements[i + 1];
    }
    size--;
}
``` |
| 5 | 实现获取List大小的方法 | ```java
public int size() {
    return size;
}
``` |

现在，让我们逐步解释每个步骤所做的工作，并为每个代码段提供注释。

## 1. 定义List类和成员变量
首先，我们需要定义一个名为`MyList`的类，并声明该类的成员变量。我们使用一个Object类型的数组`elements`来存储List中的元素，`size`表示当前List的大小（即元素的个数），`capacity`表示当前数组的容量。我们还提供了一个构造方法，在实例化List对象时，会初始化这些变量。

## 2. 实现添加元素的方法
在这一步中，我们实现了一个`add`方法，用于向List中添加元素。首先，我们检查当前List的大小是否达到了数组的容量。如果达到了容量上限，我们调用`resize`方法来增加数组的大小。然后，我们将要添加的元素放入数组的最后一个位置，并将List的大小加1。

## 3. 实现获取指定位置元素的方法
下一步，我们实现了一个`get`方法，用于获取List中指定位置的元素。首先，我们检查指定的索引是否在有效范围内。如果索引超出了List的实际大小或小于0，我们抛出`IndexOutOfBoundsException`异常。否则，我们将指定索引处的元素返回给调用者。

## 4. 实现删除指定位置元素的方法
在这一步中，我们实现了一个`remove`方法，用于删除List中指定位置的元素。同样，我们首先检查指定的索引是否在有效范围内。如果索引超出了List的实际大小或小于0，我们抛出`IndexOutOfBoundsException`异常。否则，我们将通过移动数组中的元素来删除指定位置的元素，并将List的大小减1。

## 5. 实现获取List大小的方法
最后，我们实现了一个`size`方法，用于获取List的大小。该方法简单地返回List的大小（即元素的个数）。

## 结论
通过这篇文章，我们了解了如何使用数组来实现Java List的底层结构。我们通过定义List类和相应的成员变量来创建List对象，然后实现了添加、获取、删除和获取大小的方法。这些方法可以方