动态数组的实现和功能

我们都知道数组(Array)是有序的元素序列，而在某种程度上，数组又可以划分为动态数组和静态数组。动态数组是指在声明时没有确定数组大小的数组，即忽略圆括号中的下标;当要用它时，可随时用ReDim语句重新指出数组的大小。本文就来和大家一起来探讨动态数组的相关知识。

Objective-C中的NSMutableArray就是一个动态数组，不用指定数组的长度就可以放心向里边添加元素，不需要考虑溢出的问题。实现动态数据的方式非常多，例如对静态数组进行封装扩容或者链表，甚至多种方式混合使用，根据数据量的大小来动态改变自己的数据结构。这里就使用最简单的根据静态数据动态扩容的方式，来实现一个动态数组。

为了实现一套完整的自定义数据结构，这里对静态数组的封装，使用的是之前自定义静态数组，因为Objective-C并没有封装好的静态数组可用，实际上就是一个可以存放指针并且内部维持Objective-C引用计数的指针数组。

自定义动态数组的效果

JKRArrayList *array = [JKRArrayList new];

for (NSUInteger i = 0; i < 60; i++) {

[array addObject:[Person personWithAge:i]];

}

NSLog(@"添加后 %@", array);

打印：

--- 扩容: 16 -> 24 ---

--- 扩容: 24 -> 36 ---

--- 扩容: 36 -> 54 ---

--- 扩容: 54 -> 81 ---

添加后 size=60, {

...

}

[array removeAllObjects];

NSLog(@"清空后 %@", array);

打印：

dealloc

dealloc

dealloc

...

dealloc

清空后 size=0, {

}

上面说的是动态数组的具体实现，下面我们一起来看动态数组的基本功能。

动态数组的应该提供的功能仿照NSMutableArray来设计，由于之后还会用多种链表来实现动态数组，所以还会有很多相同的处理逻辑和接口，这里先定义一个动态数组的基类：

@interface JKRBaseList: NSObject {

@protected

// 记录动态数组的当前长度

NSUInteger _size;

}

- (NSUInteger)count;

- (void)rangeCheckForAdd:(NSUInteger)index;

- (void)rangeCheckForExceptAdd:(NSUInteger)index;

- (void)addObject:(nullable ObjectType)anObject;

- (BOOL)containsObject:(nullable ObjectType)anObject;

- (nullable ObjectType)firstObject;

- (nullable ObjectType)lastObject;

- (void)removeFirstObject;

- (void)removeLastObject;

- (void)removeObject:(nullable ObjectType)anObject;

- (_Nullable ObjectType)objectAtIndexedSubscript:(NSUInteger)idx;

- (void)setObject:(_Nullable ObjectType)obj atIndexedSubscript:(NSUInteger)idx;

@end

@interface JKRBaseList(JKRBaseList)

- (void)insertObject:(nullable ObjectType)anObject atIndex:(NSUInteger)index;

- (void)removeObjectAtIndex:(NSUInteger)index;

- (void)replaceObjectAtIndex:(NSUInteger)index withObject:(nullable ObjectType)anObject;

- (nullable ObjectType)objectAtIndex:(NSUInteger)index;

- (NSUInteger)indexOfObject:(nullable ObjectType)anObject;

- (void)removeAllObjects;

- (void)enumerateObjectsUsingBlock:(void (^)(_Nullable ObjectType obj, NSUInteger idx, BOOL *stop))block;

@end

JKRBaseList是所有动态数组的基类，之所以有一部分在扩展里边写，是为了便于区分，扩展内的接口是需要子类实现的，而扩展之外的接口则是不同方式实现的动态数组都相同的处理，不需要子类重写，只要JKRBaseList自己实现即可。把不需要JKRBaseList实现的方法写在扩展的好处就是不需要在JKRBaseList.m里边写接口的具体实现，如果定义成它的方法声明而不去实现的话，编译器会报警告。另外分成两部分写，也便于区分哪些是子类需要实现的。

系统的NSArray和NSMutableArray都允许存放nil，这里为了扩容功能，所以允许传入并保存nil到数据中。

首先先看一下JKRBaseList里边的成员变量：NSUInteger _size; 这个变量是所有动态数组都需要的，它负责记录当前动态数组的长度。因为动态数组对外部可见的长度和内部真实的长度是不一定一致的，比如现在我们要实现的通过静态数组封装的动态数组，刚刚开始初始化的时候，动态数组对象内部保存的静态数组长度可能是16，而外部展示的长度则为0，因为还没有添加任何元素。如果用链表来实现动态数组的话，同样需要记录数组长度，否则每次都要遍历链表所有节点来累加计算数组长度。

以上就是我们对动态数组的实现和功能的简单介绍，实际上，动态数组可以在任何时候改变大小，在灵活、方便的同时也有助于有效管理内存。是不是已经感受到了动态数组的神奇和强大的能力了?其实，数组的魅力远不止如此，‘’欲穷千里目，更上一层楼。‘’，观看本站的Java零基础教程，领略更加奥妙的数组风情吧!