【C#】实现静态数组、动态数组、泛型动态数组
任务
静态数组的实现任务
实现目标：（1）实现一个静态数组
（2）数组可以增，删，改，查；
（3）可以输出数组信息；
实现过程：
（1）创建一个新的类，包含字段元素存储，元素个数；
（2）创建构造函数，分别是一个参数的构造函数与无参数的构造函数；
（3）实现增功能，允许按照下标添加；
（4）实现查询功能，按照下标查询，按照给出元素查询；
（5）实现删除功能，按照下标删除某个元素，按照给出元素删除，删除所有元素；
（7）实现修改功能，按照下标修改，按照给出元素修改；
（8）实现输出函数；
动态数组的实现任务
实现目标：（1）对静态数组容量进行修改，使得数组可以通过实际存储的数据多少进行改变。
实现过程：（1）在原有的静态数组上新增一个自动扩容缩容的方法
实现泛型动态数组
实现目标：（1）数组不再是只是整形的动态数组，可以传入泛型
实现过程：（1）在原有的整形动态数组上添加泛型，修改代码
重点：
（1）无参构造函数的实现方法
1 public Array1() : this(10) { } 2 //与上面无参数函数等价 3 //public Array1() 4 //{ 5 // data = new int[10]; 6 // N = 0; 7 //}
（2）ToString()方法的重写
1 ///2 /// 重写ToString方法否则不能正常输出 3 /// 4 /// 5 public override string ToString() 6 { 7 //实例化 8 StringBuilder res = new StringBuilder(); 9 //重写格式1：输出数组元素个数以及长度 10 res.Append(string.Format("Array1: count={0} capacity={1}\n",N,data.Length)); 11 res.Append('['); 12 //输出元素 13 for (int i = 0; i < N; i++) 14 { 15 res.Append(data[i]); 16 if (i!=N-1) 17 { 18 res.Append(','); 19 } 20 } 21 res.Append(']'+"\n"); 22 //返回 23 return res.ToString(); 24 } 25 }
（3）动态数组扩容缩容实现方法1
1 ///2 /// 扩容缩容数组 3 /// 4 /// 5 private void ResetCapacity(int newcapacity) 6 { 7 int[] newdata = new int[newcapacity]; 8 for (int i = 0; i < N; i++) 9 { 10 newdata[i] = data[i]; 11 } 12 data = newdata; 13 }
（4）泛型查找元素的比较
1 ///2 /// 查询特定元素 3 /// 4 /// 5 /// 6 public int Find(E d) 7 { 8 for (int i = 0; i < N; i++) 9 { 10 if (data[i].Equals(d)) 11 { 12 return i; 13 } 14 } 15 return -1; 16 }
动态数组完整代码：
1 using System; 2 using System.Collections.Generic; 3 using System.Linq; 4 using System.Text; 5 using System.Threading.Tasks; 6 7 namespace DataStructrue 8 { 9 class Array1 10 { 11 ///12 /// 数组的元素存储 13 /// 14 private int[] data; 15 /// 16 /// 数组元素数量 17 /// 18 private int N; 19 20 public Array1(int capacity) 21 { 22 data = new int[capacity]; 23 N = 0; 24 } 25 public Array1() : this(10) { } 26 //与上面无参数函数等价 27 //public Array1() 28 //{ 29 // data = new int[10]; 30 // N = 0; 31 //} 32 33 /// 34 /// 在某位置添加新元素 35 /// 36 /// 37 /// 38 public void Add(int index,int d) 39 { 40 if (index>N || index <0) 41 { 42 throw new ArgumentException("数组索引越界"); 43 } 44 else if (N==data.Length) 45 { 46 ResetCapacity(2*N); 47 } 48 for (int i = N; i >= index; i--) 49 { 50 if (N != data.Length-1) 51 { 52 data[i + 1] = data[i]; 53 } 54 } 55 data[index] = d; 56 N++; 57 } 58 public void Addlast(int d) 59 { 60 Add(N, d); 61 } 62 /// 63 /// 删除下标元素 64 /// 65 /// 66 public void RemoveAt(int index) 67 { 68 if (index > N || index < 0) 69 { 70 throw new ArgumentException("数组索引越界"); 71 } 72 for (int i = index; i < N; i++) 73 { 74 data[i] = data[i + 1]; 75 } 76 N--; 77 if (N==(data.Length/4)) 78 { 79 ResetCapacity(data.Length / 2); 80 } 81 data[N] = default; 82 } 83 /// 84 /// 删除特定元素 85 /// 86 /// 87 public void Remove(int d) 88 { 89 if (Find(d)!=-1) 90 { 91 RemoveAt(Find(d)); 92 } 93 } 94 public void RemoveLast() 95 { 96 RemoveAt(N - 1); 97 } 98 /// 99 /// 清空数组 100 /// 101 public void Clear() 102 { 103 for (int i = N-1; i >=0; i--) 104 { 105 data[i] = default; 106 N--; 107 } 108 } 109 /// 110 /// 查询特定元素 111 /// 112 /// 113 /// 114 public int Find(int d) 115 { 116 for (int i = 0; i < N; i++) 117 { 118 if (data[i] == d) 119 { 120 return i; 121 } 122 } 123 return -1; 124 } 125 /// 126 /// 查询是否包含元素 127 /// 128 /// 129 /// 130 public bool Contain(int d) 131 { 132 if (Find(d)==-1) 133 { 134 return false; 135 } 136 return true; 137 } 138 /// 139 /// 修改元素 140 /// 141 /// 142 /// 143 public void Change(int index,int d) 144 { 145 if (index > N || index < 0) 146 { 147 throw new ArgumentException("数组索引越界"); 148 } 149 data[index] = d; 150 } 151 /// 152 /// 扩容缩容数组 153 /// 154 /// 155 private void ResetCapacity(int newcapacity) 156 { 157 int[] newdata = new int[newcapacity]; 158 for (int i = 0; i < N; i++) 159 { 160 newdata[i] = data[i]; 161 } 162 data = newdata; 163 } 164 /// 165 /// 重写ToString方法否则不能正常输出 166 /// 167 /// 168 public override string ToString() 169 { 170 //实例化 171 StringBuilder res = new StringBuilder(); 172 //重写格式1：输出数组元素个数以及长度 173 res.Append(string.Format("Array1: count={0} capacity={1}\n",N,data.Length)); 174 res.Append('['); 175 //输出元素 176 for (int i = 0; i < N; i++) 177 { 178 res.Append(data[i]); 179 if (i!=N-1) 180 { 181 res.Append(','); 182 } 183 } 184 res.Append(']'+"\n"); 185 //返回 186 return res.ToString(); 187 } 188 } 189 }
泛型动态数组完整代码：
1 using System; 2 using System.Collections.Generic; 3 using System.Linq; 4 using System.Text; 5 using System.Threading.Tasks; 6 7 namespace DataStructrue 8 { 9 class Array110 { 11 /// 12 /// 数组的元素存储 13 /// 14 private E[] data; 15 /// 16 /// 数组元素数量 17 /// 18 private int N; 19 20 public Array1(int capacity) 21 { 22 data = new E[capacity]; 23 N = 0; 24 } 25 public Array1() : this(10) { } 26 //与上面无参数函数等价 27 //public Array1() 28 //{ 29 // data = new E[10]; 30 // N = 0; 31 //} 32 public int Count { get { return N; } } 33 public bool IsEmpty { get { return N == 0; } } 34 35 /// 36 /// 在某位置添加新元素 37 /// 38 /// 39 /// 40 public void Add(int index,E d) 41 { 42 if (index>N || index <0) 43 { 44 throw new ArgumentException("数组索引越界"); 45 } 46 else if (N==data.Length) 47 { 48 ResetCapacity(2*N); 49 } 50 for (int i = N; i >= index; i--) 51 { 52 if (N != data.Length-1) 53 { 54 data[i + 1] = data[i]; 55 } 56 } 57 data[index] = d; 58 N++; 59 } 60 /// 61 /// 在数组尾部添加数据 62 /// 63 /// 64 public void Addlast(E d) 65 { 66 Add(N, d); 67 } 68 /// 69 /// 删除下标元素 70 /// 71 /// 72 public E RemoveAt(int index) 73 { 74 if (index >= N || index < 0) 75 { 76 throw new ArgumentException("数组索引越界"); 77 } 78 E re = data[index]; 79 if (index != N - 1) 80 { 81 for (int i = index; i < N; i++) 82 { 83 data[i] = data[i + 1]; 84 } 85 } 86 N--; 87 if (N==(data.Length/4)) 88 { 89 ResetCapacity(data.Length / 2); 90 } 91 data[N] = default; 92 return re; 93 } 94 /// 95 /// 删除特定元素 96 /// 97 /// 98 public void Remove(E d) 99 { 100 if (Get(d)!=-1) 101 { 102 RemoveAt(Get(d)); 103 } 104 } 105 /// 106 /// 移除最后一个数据 107 /// 108 /// 109 public E RemoveLast() 110 { 111 return RemoveAt(N - 1); 112 } 113 /// 114 /// 移除最后一个数据 115 /// 116 /// 117 public E RemoveFirst() 118 { 119 return RemoveAt(0); 120 } 121 /// 122 /// 清空数组 123 /// 124 public void Clear() 125 { 126 for (int i = N-1; i >=0; i--) 127 { 128 data[i] = default; 129 N--; 130 } 131 } 132 /// 133 /// 查询特定元素 134 /// 135 /// 136 /// 137 public int Get(E d) 138 { 139 for (int i = 0; i < N; i++) 140 { 141 if (data[i].Equals(d)) 142 { 143 return i; 144 } 145 } 146 return -1; 147 } 148 /// 149 /// 获取第一个数据 150 /// 151 /// 152 public E GetFirst() 153 { 154 if (N == 0) 155 { 156 throw new ArgumentException("数组索引越界"); 157 } 158 159 return data[0]; 160 } 161 /// 162 /// 获取最后一个数据 163 /// 164 /// 165 public E GetLast() 166 { 167 if (N==0) 168 { 169 throw new ArgumentException("数组索引越界"); 170 } 171 172 return data[N-1]; 173 } 174 /// 175 /// 查询是否包含元素 176 /// 177 /// 178 /// 179 public bool Contain(E d) 180 { 181 if (Get(d)==-1) 182 { 183 return false; 184 } 185 return true; 186 } 187 /// 188 /// 修改元素 189 /// 190 /// 191 /// 192 public void Change(int index,E d) 193 { 194 if (index > N || index < 0) 195 { 196 throw new ArgumentException("数组索引越界"); 197 } 198 data[index] = d; 199 } 200 /// 201 /// 扩容缩容数组 202 /// 203 /// 204 private void ResetCapacity(int newcapacity) 205 { 206 E[] newdata = new E[newcapacity]; 207 for (int i = 0; i < N; i++) 208 { 209 newdata[i] = data[i]; 210 } 211 data = newdata; 212 } 213 /// 214 /// 重写ToString方法否则不能正常输出 215 /// 216 /// 217 public override string ToString() 218 { 219 //实例化 220 StringBuilder res = new StringBuilder(); 221 //重写格式1：输出数组元素个数以及长度 222 //res.Append(string.Format("Array1: count={0} capacity={1}\n",N,data.Length)); 223 res.Append('['); 224 //输出元素 225 for (int i = 0; i < N; i++) 226 { 227 res.Append(data[i]); 228 if (i!=N-1) 229 { 230 res.Append(','); 231 } 232 } 233 res.Append(']'); 234 //返回 235 return res.ToString(); 236 } 237 } 238 }