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Author: fmxs

造轮子/1.Vector.md

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+# Vector实现
+[在编程大学中第一个需要自己动手实现的数据结构就是动态数组。](https://github.com/jwasham/coding-interview-university/blob/main/README.md#arrays)
+
+在实现这个数据结构时，我认为最有价值的就是remove函数的算法思想，所以下面将对它的思想进行解释。
+## remove的一种优雅算法
+**函数声明**
+
+remove(T target)
+
+（我为数组实现了泛型，所以target的数据类型是任意的。）
+
+**函数要求**
+
+输入一个目标数target，要求删除数组中所有和target相同的值。
+
+**算法思想**
+1. 使用一个计数值shift，默认值为0
+2. 使用for循环遍历数组，设循环变量为i
+   - 如果遇到target，就令shift自增，继续循环；
+   - 如果没遇到target，且shift值大于0，就将 i 当前指向的元素向前移动 shift 个位置。
+3. 更新数组的size， size -= shift
+
+举个例子，假设数组是 [1, 3, 3, 4, 3, 5]，我们要删除所有的 3。
+
+在遍历过程中，每次遇到 3，shift 就增加 1。当遇到不是 3 的元素时（比如 4 和 5），我们就把这些元素向前移动 shift 个位置。
+
+最后，数组变成了 [1, 4, 5, 4, 3, 5]，但由于 size 减少了 shift 的值，实际有效的数组部分变成了 [1, 4, 5]。
+    
+**算法实现(C#)**
+```cs
+public void remove(T item){
+    int shift = 0;
+
+    for (int i = 0; i < size; i++){
+        if (array[i].Equals(item)) {
+            shift++; // 需要移除的元素计数
+        } else if (shift > 0) {
+            // 将当前元素向前移动 shift 个位置
+            array[i - shift] = array[i];
+        }
+    }
+
+    size -= shift; // 更新数组大小
+}
+
+```
+
+## 我实现的Vector源码(C#)
+```cs
+using System;
+using System.Collections.Generic;
+
+namespace HelloWorldApplication
+{
+    class HelloWorld
+    {
+        static void Main(string[] args)
+        {
+            Vector<int> vector = new Vector<int>();
+
+            // 测试 push 和 size
+            vector.push(1);
+            vector.push(2);
+            vector.push(3);
+            Console.WriteLine("Size after 3 pushes: " + vector.Size()); // 预期输出: 3
+
+            // 测试 at 和 prepend
+            vector.prepend(0);
+            Console.WriteLine("Element at index 0: " + vector.at(0)); // 预期输出: 0
+
+            // 测试 insert
+            vector.insert(2, 5);
+            Console.WriteLine("Element at index 2: " + vector.at(2)); // 预期输出: 5
+
+            // 测试 pop
+            int popped = vector.pop();
+            Console.WriteLine("Popped element: " + popped); // 预期输出: 3
+            Console.WriteLine("Size after pop: " + vector.Size()); // 预期输出: 4
+
+            // 测试 delete
+            vector.delete(1); // 删除索引 1 的元素（原来的 5）
+            Console.WriteLine("Element at index 1: " + vector.at(1)); // 预期输出: 5
+
+            // 测试 remove
+            vector.push(2);
+            vector.push(2);
+            vector.remove(2); // 删除所有的 2
+            Console.WriteLine("Size after removing 2s: " + vector.Size()); // 预期输出: 2
+
+            // 测试 find
+            int index = vector.find(1);
+            Console.WriteLine("Index of 1: " + index); // 预期输出: -1
+
+            Console.ReadKey();
+        }
+
+    }
+
+    class Vector<T>{
+        private T[] array;
+        private int size;
+
+        public Vector(){
+            array = new T[16];
+            size = 0;
+        }
+
+        public int Size(){
+            return size;
+        }
+
+        public int capacity(){
+            return array.Length;
+        }
+
+        public bool is_empty(){
+            return size == 0;
+        }
+
+        public T at(int index){
+            if(index < 0 || index >= size){
+                throw new IndexOutOfRangeException("下标溢出!");
+            }
+            return array[index];
+        }
+
+        public void push(T item){
+            if(size >= array.Length){
+                resize(size * 2);
+            }
+            array[size++] = item;
+        }
+
+        public void insert(int index, T item){
+            if(index < 0 || index > size){
+                throw new IndexOutOfRangeException("插入下标溢出!");
+            }
+
+            if(size >= array.Length){
+                resize(size * 2);
+            }
+
+            for(int i = size - 1; i >= index; i--){
+                array[i + 1] = array[i]; 
+            }
+
+            array[index] = item;
+            size++;
+        }
+
+        public void prepend(T item){
+            insert(0, item);
+        }
+
+        public T pop(){
+            if(size == 0){
+                throw new IndexOutOfRangeException("数组为空!");
+            }
+            T res = array[--size];
+            if(size > 0 && size == array.Length / 4){
+                resize(array.Length / 2);
+            }
+            return res;
+        }
+
+        public void delete(int index){
+            if(index < 0 || index >= size){
+                throw new IndexOutOfRangeException("删除不存在的下标！");
+            }
+            for(int i = index; i < size; i++){
+                array[i] = array[i+1];
+            }
+            size--;
+        }
+
+        public void remove(T item){
+            int shift = 0;
+            for(int i = 0; i < size; i++){
+                if(array[i].Equals(item)){
+                    shift++;
+                }
+                else if(shift > 0){
+                    array[i - shift] = array[i];
+                }
+            }
+            size -= shift;
+        }
+
+        public int find(T item){
+            for(int i = 0; i < size; i++){
+                if(array[i].Equals(item)){
+                    return i;
+                }
+            }
+            return -1;
+        }
+
+        private void resize(int new_capacity){
+            Array.Resize(ref array, new_capacity);
+        }
+    }
+    
+}
+
+```