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4.3 列表

数组长度不可变导致实用性降低。在实际中，我们可能事先无法确定需要存储多少数据，这使数组长度的选择变得困难。若长度过小，需要在持续添加数据时频繁扩容数组；若长度过大，则会造成内存空间的浪费。

为解决此问题，出现了一种被称为「动态数组 dynamic array」的数据结构，即长度可变的数组，也常被称为「列表 list」。列表基于数组实现，继承了数组的优点，并且可以在程序运行过程中动态扩容。我们可以在列表中自由地添加元素，而无须担心超过容量限制。

4.3.1 列表常用操作

1. 初始化列表

我们通常使用“无初始值”和“有初始值”这两种初始化方法。

=== "Python"

```python title="list.py"
# 初始化列表
# 无初始值
list1: list[int] = []
# 有初始值
list: list[int] = [1, 3, 2, 5, 4]
```

=== "C++"

```cpp title="list.cpp"
/* 初始化列表 */
// 需注意，C++ 中 vector 即是本文描述的 list
// 无初始值
vector<int> list1;
// 有初始值
vector<int> list = { 1, 3, 2, 5, 4 };
```

=== "Java"

```java title="list.java"
/* 初始化列表 */
// 无初始值
List<Integer> list1 = new ArrayList<>();
// 有初始值（注意数组的元素类型需为 int[] 的包装类 Integer[]）
Integer[] numbers = new Integer[] { 1, 3, 2, 5, 4 };
List<Integer> list = new ArrayList<>(Arrays.asList(numbers));
```

=== "C#"

```csharp title="list.cs"
/* 初始化列表 */
// 无初始值
List<int> list1 = new ();
// 有初始值
int[] numbers = new int[] { 1, 3, 2, 5, 4 };
List<int> list = numbers.ToList();
```

=== "Go"

```go title="list_test.go"
/* 初始化列表 */
// 无初始值
list1 := []int
// 有初始值
list := []int{1, 3, 2, 5, 4}
```

=== "Swift"

```swift title="list.swift"
/* 初始化列表 */
// 无初始值
let list1: [Int] = []
// 有初始值
var list = [1, 3, 2, 5, 4]
```

=== "JS"

```javascript title="list.js"
/* 初始化列表 */
// 无初始值
const list1 = [];
// 有初始值
const list = [1, 3, 2, 5, 4];
```

=== "TS"

```typescript title="list.ts"
/* 初始化列表 */
// 无初始值
const list1: number[] = [];
// 有初始值
const list: number[] = [1, 3, 2, 5, 4];
```

=== "Dart"

```dart title="list.dart"
/* 初始化列表 */
// 无初始值
List<int> list1 = [];
// 有初始值
List<int> list = [1, 3, 2, 5, 4];
```

=== "Rust"

```rust title="list.rs"
/* 初始化列表 */
// 无初始值
let list1: Vec<i32> = Vec::new();
// 有初始值
let list2: Vec<i32> = vec![1, 3, 2, 5, 4];
```

=== "C"

```c title="list.c"
// C 未提供内置动态数组
```

=== "Zig"

```zig title="list.zig"
// 初始化列表
var list = std.ArrayList(i32).init(std.heap.page_allocator);
defer list.deinit();
try list.appendSlice(&[_]i32{ 1, 3, 2, 5, 4 });
```

2. 访问元素

列表本质上是数组，因此可以在 O(1) 时间内访问和更新元素，效率很高。

=== "Python"

```python title="list.py"
# 访问元素
num: int = list[1]  # 访问索引 1 处的元素

# 更新元素
list[1] = 0    # 将索引 1 处的元素更新为 0
```

=== "C++"

```cpp title="list.cpp"
/* 访问元素 */
int num = list[1];  // 访问索引 1 处的元素

/* 更新元素 */
list[1] = 0;  // 将索引 1 处的元素更新为 0
```

=== "Java"

```java title="list.java"
/* 访问元素 */
int num = list.get(1);  // 访问索引 1 处的元素

/* 更新元素 */
list.set(1, 0);  // 将索引 1 处的元素更新为 0
```

=== "C#"

```csharp title="list.cs"
/* 访问元素 */
int num = list[1];  // 访问索引 1 处的元素

/* 更新元素 */
list[1] = 0;  // 将索引 1 处的元素更新为 0
```

=== "Go"

```go title="list_test.go"
/* 访问元素 */
num := list[1]  // 访问索引 1 处的元素

/* 更新元素 */
list[1] = 0     // 将索引 1 处的元素更新为 0
```

=== "Swift"

```swift title="list.swift"
/* 访问元素 */
let num = list[1] // 访问索引 1 处的元素

/* 更新元素 */
list[1] = 0 // 将索引 1 处的元素更新为 0
```

=== "JS"

```javascript title="list.js"
/* 访问元素 */
const num = list[1];  // 访问索引 1 处的元素

/* 更新元素 */
list[1] = 0;  // 将索引 1 处的元素更新为 0
```

=== "TS"

```typescript title="list.ts"
/* 访问元素 */
const num: number = list[1];  // 访问索引 1 处的元素

/* 更新元素 */
list[1] = 0;  // 将索引 1 处的元素更新为 0
```

=== "Dart"

```dart title="list.dart"
/* 访问元素 */
int num = list[1];  // 访问索引 1 处的元素

/* 更新元素 */
list[1] = 0;  // 将索引 1 处的元素更新为 0
```

=== "Rust"

```rust title="list.rs"
/* 访问元素 */
let num: i32 = list[1];    // 访问索引 1 处的元素
/* 更新元素 */
list[1] = 0;               // 将索引 1 处的元素更新为 0
```

=== "C"

```c title="list.c"
// C 未提供内置动态数组
```

=== "Zig"

```zig title="list.zig"
// 访问元素
var num = list.items[1]; // 访问索引 1 处的元素

// 更新元素
list.items[1] = 0; // 将索引 1 处的元素更新为 0  
```

3. 插入与删除元素

相较于数组，列表可以自由地添加与删除元素。在列表尾部添加元素的时间复杂度为 O(1) ，但插入和删除元素的效率仍与数组相同，时间复杂度为 O(n) 。

=== "Python"

```python title="list.py"
# 清空列表
list.clear()

# 尾部添加元素
list.append(1)
list.append(3)
list.append(2)
list.append(5)
list.append(4)

# 中间插入元素
list.insert(3, 6)  # 在索引 3 处插入数字 6

# 删除元素
list.pop(3)        # 删除索引 3 处的元素
```

=== "C++"

```cpp title="list.cpp"
/* 清空列表 */
list.clear();

/* 尾部添加元素 */
list.push_back(1);
list.push_back(3);
list.push_back(2);
list.push_back(5);
list.push_back(4);

/* 中间插入元素 */
list.insert(list.begin() + 3, 6);  // 在索引 3 处插入数字 6

/* 删除元素 */
list.erase(list.begin() + 3);      // 删除索引 3 处的元素
```

=== "Java"

```java title="list.java"
/* 清空列表 */
list.clear();

/* 尾部添加元素 */
list.add(1);
list.add(3);
list.add(2);
list.add(5);
list.add(4);

/* 中间插入元素 */
list.add(3, 6);  // 在索引 3 处插入数字 6

/* 删除元素 */
list.remove(3);  // 删除索引 3 处的元素
```

=== "C#"

```csharp title="list.cs"
/* 清空列表 */
list.Clear();

/* 尾部添加元素 */
list.Add(1);
list.Add(3);
list.Add(2);
list.Add(5);
list.Add(4);

/* 中间插入元素 */
list.Insert(3, 6);

/* 删除元素 */
list.RemoveAt(3);
```

=== "Go"

```go title="list_test.go"
/* 清空列表 */
list = nil

/* 尾部添加元素 */
list = append(list, 1)
list = append(list, 3)
list = append(list, 2)
list = append(list, 5)
list = append(list, 4)

/* 中间插入元素 */
list = append(list[:3], append([]int{6}, list[3:]...)...) // 在索引 3 处插入数字 6

/* 删除元素 */
list = append(list[:3], list[4:]...) // 删除索引 3 处的元素
```

=== "Swift"

```swift title="list.swift"
/* 清空列表 */
list.removeAll()

/* 尾部添加元素 */
list.append(1)
list.append(3)
list.append(2)
list.append(5)
list.append(4)

/* 中间插入元素 */
list.insert(6, at: 3) // 在索引 3 处插入数字 6

/* 删除元素 */
list.remove(at: 3) // 删除索引 3 处的元素
```

=== "JS"

```javascript title="list.js"
/* 清空列表 */
list.length = 0;

/* 尾部添加元素 */
list.push(1);
list.push(3);
list.push(2);
list.push(5);
list.push(4);

/* 中间插入元素 */
list.splice(3, 0, 6);

/* 删除元素 */
list.splice(3, 1);
```

=== "TS"

```typescript title="list.ts"
/* 清空列表 */
list.length = 0;

/* 尾部添加元素 */
list.push(1);
list.push(3);
list.push(2);
list.push(5);
list.push(4);

/* 中间插入元素 */
list.splice(3, 0, 6);

/* 删除元素 */
list.splice(3, 1);
```

=== "Dart"

```dart title="list.dart"
/* 清空列表 */
list.clear();

/* 尾部添加元素 */
list.add(1);
list.add(3);
list.add(2);
list.add(5);
list.add(4);

/* 中间插入元素 */
list.insert(3, 6); // 在索引 3 处插入数字 6

/* 删除元素 */
list.removeAt(3); // 删除索引 3 处的元素
```

=== "Rust"

```rust title="list.rs"
/* 清空列表 */
list.clear();

/* 尾部添加元素 */
list.push(1);
list.push(3);
list.push(2);
list.push(5);
list.push(4);

/* 中间插入元素 */
list.insert(3, 6);  // 在索引 3 处插入数字 6

/* 删除元素 */
list.remove(3);    // 删除索引 3 处的元素
```

=== "C"

```c title="list.c"
// C 未提供内置动态数组
```

=== "Zig"

```zig title="list.zig"
// 清空列表
list.clearRetainingCapacity();

// 尾部添加元素
try list.append(1);
try list.append(3);
try list.append(2);
try list.append(5);
try list.append(4);

// 中间插入元素
try list.insert(3, 6); // 在索引 3 处插入数字 6

// 删除元素
_ = list.orderedRemove(3); // 删除索引 3 处的元素
```

4. 遍历列表

与数组一样，列表可以根据索引遍历，也可以直接遍历各元素。

=== "Python"

```python title="list.py"
# 通过索引遍历列表
count = 0
for i in range(len(list)):
    count += 1

# 直接遍历列表元素
count = 0
for n in list:
    count += 1
```

=== "C++"

```cpp title="list.cpp"
/* 通过索引遍历列表 */
int count = 0;
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
    count++;
}

/* 直接遍历列表元素 */
count = 0;
for (int n : list) {
    count++;
}
```

=== "Java"

```java title="list.java"
/* 通过索引遍历列表 */
int count = 0;
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
    count++;
}

/* 直接遍历列表元素 */
count = 0;
for (int n : list) {
    count++;
}
```

=== "C#"

```csharp title="list.cs"
/* 通过索引遍历列表 */
int count = 0;
for (int i = 0; i < list.Count; i++) {
    count++;
}

/* 直接遍历列表元素 */
count = 0;
foreach (int n in list) {
    count++;
}
```

=== "Go"

```go title="list_test.go"
/* 通过索引遍历列表 */
count := 0
for i := 0; i < len(list); i++ {
    count++
}

/* 直接遍历列表元素 */
count = 0
for range list {
    count++
}
```

=== "Swift"

```swift title="list.swift"
/* 通过索引遍历列表 */
var count = 0
for _ in list.indices {
    count += 1
}

/* 直接遍历列表元素 */
count = 0
for _ in list {
    count += 1
}
```

=== "JS"

```javascript title="list.js"
/* 通过索引遍历列表 */
let count = 0;
for (let i = 0; i < list.length; i++) {
    count++;
}

/* 直接遍历列表元素 */
count = 0;
for (const n of list) {
    count++;
}
```

=== "TS"

```typescript title="list.ts"
/* 通过索引遍历列表 */
let count = 0;
for (let i = 0; i < list.length; i++) {
    count++;
}

/* 直接遍历列表元素 */
count = 0;
for (const n of list) {
    count++;
}
```

=== "Dart"

```dart title="list.dart"
/* 通过索引遍历列表 */
int count = 0;
for (int i = 0; i < list.length; i++) {
    count++;
}

/* 直接遍历列表元素 */
count = 0;
for (int n in list) {
    count++;
}
```

=== "Rust"

```rust title="list.rs"
/* 通过索引遍历列表 */
let mut count = 0;
for (index, value) in list.iter().enumerate() {
    count += 1;
}

/* 直接遍历列表元素 */
let mut count = 0;
for value in list.iter() {
    count += 1;
}
```

=== "C"

```c title="list.c"
// C 未提供内置动态数组
```

=== "Zig"

```zig title="list.zig"
// 通过索引遍历列表
var count: i32 = 0;
var i: i32 = 0;
while (i < list.items.len) : (i += 1) {
    count += 1;
}

// 直接遍历列表元素
count = 0;
for (list.items) |_| {
    count += 1;
}
```

5. 拼接列表

给定一个新列表 list1 ，我们可以将该列表拼接到原列表的尾部。

=== "Python"

```python title="list.py"
# 拼接两个列表
list1: list[int] = [6, 8, 7, 10, 9]
list += list1  # 将列表 list1 拼接到 list 之后
```

=== "C++"

```cpp title="list.cpp"
/* 拼接两个列表 */
vector<int> list1 = { 6, 8, 7, 10, 9 };
// 将列表 list1 拼接到 list 之后
list.insert(list.end(), list1.begin(), list1.end());
```

=== "Java"

```java title="list.java"
/* 拼接两个列表 */
List<Integer> list1 = new ArrayList<>(Arrays.asList(new Integer[] { 6, 8, 7, 10, 9 }));
list.addAll(list1);  // 将列表 list1 拼接到 list 之后
```

=== "C#"

```csharp title="list.cs"
/* 拼接两个列表 */
List<int> list1 = new() { 6, 8, 7, 10, 9 };
list.AddRange(list1);  // 将列表 list1 拼接到 list 之后
```

=== "Go"

```go title="list_test.go"
/* 拼接两个列表 */
list1 := []int{6, 8, 7, 10, 9}
list = append(list, list1...)  // 将列表 list1 拼接到 list 之后
```

=== "Swift"

```swift title="list.swift"
/* 拼接两个列表 */
let list1 = [6, 8, 7, 10, 9]
list.append(contentsOf: list1) // 将列表 list1 拼接到 list 之后
```

=== "JS"

```javascript title="list.js"
/* 拼接两个列表 */
const list1 = [6, 8, 7, 10, 9];
list.push(...list1);  // 将列表 list1 拼接到 list 之后
```

=== "TS"

```typescript title="list.ts"
/* 拼接两个列表 */
const list1: number[] = [6, 8, 7, 10, 9];
list.push(...list1);  // 将列表 list1 拼接到 list 之后
```

=== "Dart"

```dart title="list.dart"
/* 拼接两个列表 */
List<int> list1 = [6, 8, 7, 10, 9];
list.addAll(list1);  // 将列表 list1 拼接到 list 之后
```

=== "Rust"

```rust title="list.rs"
/* 拼接两个列表 */
let list1: Vec<i32> = vec![6, 8, 7, 10, 9];
list.extend(list1);
```

=== "C"

```c title="list.c"
// C 未提供内置动态数组
```

=== "Zig"

```zig title="list.zig"
// 拼接两个列表
var list1 = std.ArrayList(i32).init(std.heap.page_allocator);
defer list1.deinit();
try list1.appendSlice(&[_]i32{ 6, 8, 7, 10, 9 });
try list.insertSlice(list.items.len, list1.items); // 将列表 list1 拼接到 list 之后
```

6. 排序列表

完成列表排序后，我们便可以使用在数组类算法题中经常考察的“二分查找”和“双指针”算法。

=== "Python"

```python title="list.py"
# 排序列表
list.sort()  # 排序后，列表元素从小到大排列
```

=== "C++"

```cpp title="list.cpp"
/* 排序列表 */
sort(list.begin(), list.end());  // 排序后，列表元素从小到大排列
```

=== "Java"

```java title="list.java"
/* 排序列表 */
Collections.sort(list);  // 排序后，列表元素从小到大排列
```

=== "C#"

```csharp title="list.cs"
/* 排序列表 */
list.Sort(); // 排序后，列表元素从小到大排列
```

=== "Go"

```go title="list_test.go"
/* 排序列表 */
sort.Ints(list)  // 排序后，列表元素从小到大排列
```

=== "Swift"

```swift title="list.swift"
/* 排序列表 */
list.sort() // 排序后，列表元素从小到大排列
```

=== "JS"

```javascript title="list.js"
/* 排序列表 */  
list.sort((a, b) => a - b);  // 排序后，列表元素从小到大排列
```

=== "TS"

```typescript title="list.ts"
/* 排序列表 */
list.sort((a, b) => a - b);  // 排序后，列表元素从小到大排列
```

=== "Dart"

```dart title="list.dart"
/* 排序列表 */
list.sort(); // 排序后，列表元素从小到大排列
```

=== "Rust"

```rust title="list.rs"
/* 排序列表 */
list.sort(); // 排序后，列表元素从小到大排列
```

=== "C"

```c title="list.c"
// C 未提供内置动态数组
```

=== "Zig"

```zig title="list.zig"
// 排序列表
std.sort.sort(i32, list.items, {}, comptime std.sort.asc(i32));
```

4.3.2 列表实现

许多编程语言都提供内置的列表，例如 Java、C++、Python 等。它们的实现比较复杂，各个参数的设定也非常有考究，例如初始容量、扩容倍数等。感兴趣的读者可以查阅源码进行学习。

为了加深对列表工作原理的理解，我们尝试实现一个简易版列表，包括以下三个重点设计。

初始容量：选取一个合理的数组初始容量。在本示例中，我们选择 10 作为初始容量。
数量记录：声明一个变量 size，用于记录列表当前元素数量，并随着元素插入和删除实时更新。根据此变量，我们可以定位列表尾部，以及判断是否需要扩容。
扩容机制：若插入元素时列表容量已满，则需要进行扩容。首先根据扩容倍数创建一个更大的数组，再将当前数组的所有元素依次移动至新数组。在本示例中，我们规定每次将数组扩容至之前的 2 倍。

=== "Python"

```python title="my_list.py"
class MyList:
    """列表类简易实现"""

    def __init__(self):
        """构造方法"""
        self.__capacity: int = 10  # 列表容量
        self.__nums: list[int] = [0] * self.__capacity  # 数组（存储列表元素）
        self.__size: int = 0  # 列表长度（即当前元素数量）
        self.__extend_ratio: int = 2  # 每次列表扩容的倍数

    def size(self) -> int:
        """获取列表长度（即当前元素数量）"""
        return self.__size

    def capacity(self) -> int:
        """获取列表容量"""
        return self.__capacity

    def get(self, index: int) -> int:
        """访问元素"""
        # 索引如果越界则抛出异常，下同
        if index < 0 or index >= self.__size:
            raise IndexError("索引越界")
        return self.__nums[index]

    def set(self, num: int, index: int):
        """更新元素"""
        if index < 0 or index >= self.__size:
            raise IndexError("索引越界")
        self.__nums[index] = num

    def add(self, num: int):
        """尾部添加元素"""
        # 元素数量超出容量时，触发扩容机制
        if self.size() == self.capacity():
            self.extend_capacity()
        self.__nums[self.__size] = num
        self.__size += 1

    def insert(self, num: int, index: int):
        """中间插入元素"""
        if index < 0 or index >= self.__size:
            raise IndexError("索引越界")
        # 元素数量超出容量时，触发扩容机制
        if self.__size == self.capacity():
            self.extend_capacity()
        # 将索引 index 以及之后的元素都向后移动一位
        for j in range(self.__size - 1, index - 1, -1):
            self.__nums[j + 1] = self.__nums[j]
        self.__nums[index] = num
        # 更新元素数量
        self.__size += 1

    def remove(self, index: int) -> int:
        """删除元素"""
        if index < 0 or index >= self.__size:
            raise IndexError("索引越界")
        num = self.__nums[index]
        # 索引 i 之后的元素都向前移动一位
        for j in range(index, self.__size - 1):
            self.__nums[j] = self.__nums[j + 1]
        # 更新元素数量
        self.__size -= 1
        # 返回被删除元素
        return num

    def extend_capacity(self):
        """列表扩容"""
        # 新建一个长度为原数组 __extend_ratio 倍的新数组，并将原数组拷贝到新数组
        self.__nums = self.__nums + [0] * self.capacity() * (self.__extend_ratio - 1)
        # 更新列表容量
        self.__capacity = len(self.__nums)

    def to_array(self) -> list[int]:
        """返回有效长度的列表"""
        return self.__nums[: self.__size]
```

=== "C++"

```cpp title="my_list.cpp"
/* 列表类简易实现 */
class MyList {
  private:
    int *nums;             // 数组（存储列表元素）
    int numsCapacity = 10; // 列表容量
    int numsSize = 0;      // 列表长度（即当前元素数量）
    int extendRatio = 2;   // 每次列表扩容的倍数

  public:
    /* 构造方法 */
    MyList() {
        nums = new int[numsCapacity];
    }

    /* 析构方法 */
    ~MyList() {
        delete[] nums;
    }

    /* 获取列表长度（即当前元素数量）*/
    int size() {
        return numsSize;
    }

    /* 获取列表容量 */
    int capacity() {
        return numsCapacity;
    }

    /* 访问元素 */
    int get(int index) {
        // 索引如果越界则抛出异常，下同
        if (index < 0 || index >= size())
            throw out_of_range("索引越界");
        return nums[index];
    }

    /* 更新元素 */
    void set(int index, int num) {
        if (index < 0 || index >= size())
            throw out_of_range("索引越界");
        nums[index] = num;
    }

    /* 尾部添加元素 */
    void add(int num) {
        // 元素数量超出容量时，触发扩容机制
        if (size() == capacity())
            extendCapacity();
        nums[size()] = num;
        // 更新元素数量
        numsSize++;
    }

    /* 中间插入元素 */
    void insert(int index, int num) {
        if (index < 0 || index >= size())
            throw out_of_range("索引越界");
        // 元素数量超出容量时，触发扩容机制
        if (size() == capacity())
            extendCapacity();
        // 将索引 index 以及之后的元素都向后移动一位
        for (int j = size() - 1; j >= index; j--) {
            nums[j + 1] = nums[j];
        }
        nums[index] = num;
        // 更新元素数量
        numsSize++;
    }

    /* 删除元素 */
    int remove(int index) {
        if (index < 0 || index >= size())
            throw out_of_range("索引越界");
        int num = nums[index];
        // 索引 i 之后的元素都向前移动一位
        for (int j = index; j < size() - 1; j++) {
            nums[j] = nums[j + 1];
        }
        // 更新元素数量
        numsSize--;
        // 返回被删除元素
        return num;
    }

    /* 列表扩容 */
    void extendCapacity() {
        // 新建一个长度为原数组 extendRatio 倍的新数组
        int newCapacity = capacity() * extendRatio;
        int *tmp = nums;
        nums = new int[newCapacity];
        // 将原数组中的所有元素复制到新数组
        for (int i = 0; i < size(); i++) {
            nums[i] = tmp[i];
        }
        // 释放内存
        delete[] tmp;
        numsCapacity = newCapacity;
    }

    /* 将列表转换为 Vector 用于打印 */
    vector<int> toVector() {
        // 仅转换有效长度范围内的列表元素
        vector<int> vec(size());
        for (int i = 0; i < size(); i++) {
            vec[i] = nums[i];
        }
        return vec;
    }
};
```

=== "Java"

```java title="my_list.java"
/* 列表类简易实现 */
class MyList {
    private int[] nums; // 数组（存储列表元素）
    private int capacity = 10; // 列表容量
    private int size = 0; // 列表长度（即当前元素数量）
    private int extendRatio = 2; // 每次列表扩容的倍数

    /* 构造方法 */
    public MyList() {
        nums = new int[capacity];
    }

    /* 获取列表长度（即当前元素数量） */
    public int size() {
        return size;
    }

    /* 获取列表容量 */
    public int capacity() {
        return capacity;
    }

    /* 访问元素 */
    public int get(int index) {
        // 索引如果越界则抛出异常，下同
        if (index < 0 || index >= size)
            throw new IndexOutOfBoundsException("索引越界");
        return nums[index];
    }

    /* 更新元素 */
    public void set(int index, int num) {
        if (index < 0 || index >= size)
            throw new IndexOutOfBoundsException("索引越界");
        nums[index] = num;
    }

    /* 尾部添加元素 */
    public void add(int num) {
        // 元素数量超出容量时，触发扩容机制
        if (size == capacity())
            extendCapacity();
        nums[size] = num;
        // 更新元素数量
        size++;
    }

    /* 中间插入元素 */
    public void insert(int index, int num) {
        if (index < 0 || index >= size)
            throw new IndexOutOfBoundsException("索引越界");
        // 元素数量超出容量时，触发扩容机制
        if (size == capacity())
            extendCapacity();
        // 将索引 index 以及之后的元素都向后移动一位
        for (int j = size - 1; j >= index; j--) {
            nums[j + 1] = nums[j];
        }
        nums[index] = num;
        // 更新元素数量
        size++;
    }

    /* 删除元素 */
    public int remove(int index) {
        if (index < 0 || index >= size)
            throw new IndexOutOfBoundsException("索引越界");
        int num = nums[index];
        // 将索引 index 之后的元素都向前移动一位
        for (int j = index; j < size - 1; j++) {
            nums[j] = nums[j + 1];
        }
        // 更新元素数量
        size--;
        // 返回被删除元素
        return num;
    }

    /* 列表扩容 */
    public void extendCapacity() {
        // 新建一个长度为原数组 extendRatio 倍的新数组，并将原数组拷贝到新数组
        nums = Arrays.copyOf(nums, capacity() * extendRatio);
        // 更新列表容量
        capacity = nums.length;
    }

    /* 将列表转换为数组 */
    public int[] toArray() {
        int size = size();
        // 仅转换有效长度范围内的列表元素
        int[] nums = new int[size];
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            nums[i] = get(i);
        }
        return nums;
    }
}
```

=== "C#"

```csharp title="my_list.cs"
/* 列表类简易实现 */
class MyList {
    private int[] nums;           // 数组（存储列表元素）
    private int numsCapacity = 10;    // 列表容量
    private int numsSize = 0;         // 列表长度（即当前元素数量）
    private int extendRatio = 2;  // 每次列表扩容的倍数

    /* 构造方法 */
    public MyList() {
        nums = new int[numsCapacity];
    }

    /* 获取列表长度（即当前元素数量）*/
    public int size() {
        return numsSize;
    }

    /* 获取列表容量 */
    public int capacity() {
        return numsCapacity;
    }

    /* 访问元素 */
    public int get(int index) {
        // 索引如果越界则抛出异常，下同
        if (index < 0 || index >= numsSize)
            throw new IndexOutOfRangeException("索引越界");
        return nums[index];
    }

    /* 更新元素 */
    public void set(int index, int num) {
        if (index < 0 || index >= numsSize)
            throw new IndexOutOfRangeException("索引越界");
        nums[index] = num;
    }

    /* 尾部添加元素 */
    public void add(int num) {
        // 元素数量超出容量时，触发扩容机制
        if (numsSize == numsCapacity)
            extendCapacity();
        nums[numsSize] = num;
        // 更新元素数量
        numsSize++;
    }

    /* 中间插入元素 */
    public void insert(int index, int num) {
        if (index < 0 || index >= numsSize)
            throw new IndexOutOfRangeException("索引越界");
        // 元素数量超出容量时，触发扩容机制
        if (numsSize == numsCapacity)
            extendCapacity();
        // 将索引 index 以及之后的元素都向后移动一位
        for (int j = numsSize - 1; j >= index; j--) {
            nums[j + 1] = nums[j];
        }
        nums[index] = num;
        // 更新元素数量
        numsSize++;
    }

    /* 删除元素 */
    public int remove(int index) {
        if (index < 0 || index >= numsSize)
            throw new IndexOutOfRangeException("索引越界");
        int num = nums[index];
        // 将索引 index 之后的元素都向前移动一位
        for (int j = index; j < numsSize - 1; j++) {
            nums[j] = nums[j + 1];
        }
        // 更新元素数量
        numsSize--;
        // 返回被删除元素
        return num;
    }

    /* 列表扩容 */
    public void extendCapacity() {
        // 新建一个长度为 numsCapacity * extendRatio 的数组，并将原数组拷贝到新数组
        Array.Resize(ref nums, numsCapacity * extendRatio);
        // 更新列表容量
        numsCapacity = nums.Length;
    }

    /* 将列表转换为数组 */
    public int[] toArray() {
        // 仅转换有效长度范围内的列表元素
        int[] nums = new int[numsSize];
        for (int i = 0; i < numsSize; i++) {
            nums[i] = get(i);
        }
        return nums;
    }
}
```

=== "Go"

```go title="my_list.go"
/* 列表类简易实现 */
type myList struct {
    numsCapacity int
    nums         []int
    numsSize     int
    extendRatio  int
}

/* 构造函数 */
func newMyList() *myList {
    return &myList{
        numsCapacity: 10,              // 列表容量
        nums:         make([]int, 10), // 数组（存储列表元素）
        numsSize:     0,               // 列表长度（即当前元素数量）
        extendRatio:  2,               // 每次列表扩容的倍数
    }
}

/* 获取列表长度（即当前元素数量） */
func (l *myList) size() int {
    return l.numsSize
}

/*  获取列表容量 */
func (l *myList) capacity() int {
    return l.numsCapacity
}

/* 访问元素 */
func (l *myList) get(index int) int {
    // 索引如果越界则抛出异常，下同
    if index < 0 || index >= l.numsSize {
        panic("索引越界")
    }
    return l.nums[index]
}

/* 更新元素 */
func (l *myList) set(num, index int) {
    if index < 0 || index >= l.numsSize {
        panic("索引越界")
    }
    l.nums[index] = num
}

/* 尾部添加元素 */
func (l *myList) add(num int) {
    // 元素数量超出容量时，触发扩容机制
    if l.numsSize == l.numsCapacity {
        l.extendCapacity()
    }
    l.nums[l.numsSize] = num
    // 更新元素数量
    l.numsSize++
}

/* 中间插入元素 */
func (l *myList) insert(num, index int) {
    if index < 0 || index >= l.numsSize {
        panic("索引越界")
    }
    // 元素数量超出容量时，触发扩容机制
    if l.numsSize == l.numsCapacity {
        l.extendCapacity()
    }
    // 将索引 index 以及之后的元素都向后移动一位
    for j := l.numsSize - 1; j >= index; j-- {
        l.nums[j+1] = l.nums[j]
    }
    l.nums[index] = num
    // 更新元素数量
    l.numsSize++
}

/* 删除元素 */
func (l *myList) remove(index int) int {
    if index < 0 || index >= l.numsSize {
        panic("索引越界")
    }
    num := l.nums[index]
    // 索引 i 之后的元素都向前移动一位
    for j := index; j < l.numsSize-1; j++ {
        l.nums[j] = l.nums[j+1]
    }
    // 更新元素数量
    l.numsSize--
    // 返回被删除元素
    return num
}

/* 列表扩容 */
func (l *myList) extendCapacity() {
    // 新建一个长度为原数组 extendRatio 倍的新数组，并将原数组拷贝到新数组
    l.nums = append(l.nums, make([]int, l.numsCapacity*(l.extendRatio-1))...)
    // 更新列表容量
    l.numsCapacity = len(l.nums)
}

/* 返回有效长度的列表 */
func (l *myList) toArray() []int {
    // 仅转换有效长度范围内的列表元素
    return l.nums[:l.numsSize]
}
```

=== "Swift"

```swift title="my_list.swift"
/* 列表类简易实现 */
class MyList {
    private var nums: [Int] // 数组（存储列表元素）
    private var _capacity = 10 // 列表容量
    private var _size = 0 // 列表长度（即当前元素数量）
    private let extendRatio = 2 // 每次列表扩容的倍数

    /* 构造方法 */
    init() {
        nums = Array(repeating: 0, count: _capacity)
    }

    /* 获取列表长度（即当前元素数量）*/
    func size() -> Int {
        _size
    }

    /* 获取列表容量 */
    func capacity() -> Int {
        _capacity
    }

    /* 访问元素 */
    func get(index: Int) -> Int {
        // 索引如果越界则抛出错误，下同
        if index < 0 || index >= _size {
            fatalError("索引越界")
        }
        return nums[index]
    }

    /* 更新元素 */
    func set(index: Int, num: Int) {
        if index < 0 || index >= _size {
            fatalError("索引越界")
        }
        nums[index] = num
    }

    /* 尾部添加元素 */
    func add(num: Int) {
        // 元素数量超出容量时，触发扩容机制
        if _size == _capacity {
            extendCapacity()
        }
        nums[_size] = num
        // 更新元素数量
        _size += 1
    }

    /* 中间插入元素 */
    func insert(index: Int, num: Int) {
        if index < 0 || index >= _size {
            fatalError("索引越界")
        }
        // 元素数量超出容量时，触发扩容机制
        if _size == _capacity {
            extendCapacity()
        }
        // 将索引 index 以及之后的元素都向后移动一位
        for j in sequence(first: _size - 1, next: { $0 >= index + 1 ? $0 - 1 : nil }) {
            nums[j + 1] = nums[j]
        }
        nums[index] = num
        // 更新元素数量
        _size += 1
    }

    /* 删除元素 */
    @discardableResult
    func remove(index: Int) -> Int {
        if index < 0 || index >= _size {
            fatalError("索引越界")
        }
        let num = nums[index]
        // 将索引 index 之后的元素都向前移动一位
        for j in index ..< (_size - 1) {
            nums[j] = nums[j + 1]
        }
        // 更新元素数量
        _size -= 1
        // 返回被删除元素
        return num
    }

    /* 列表扩容 */
    func extendCapacity() {
        // 新建一个长度为原数组 extendRatio 倍的新数组，并将原数组拷贝到新数组
        nums = nums + Array(repeating: 0, count: _capacity * (extendRatio - 1))
        // 更新列表容量
        _capacity = nums.count
    }

    /* 将列表转换为数组 */
    func toArray() -> [Int] {
        var nums = Array(repeating: 0, count: _size)
        for i in 0 ..< _size {
            nums[i] = get(index: i)
        }
        return nums
    }
}
```

=== "JS"

```javascript title="my_list.js"
/* 列表类简易实现 */
class MyList {
    #nums = new Array(); // 数组（存储列表元素）
    #capacity = 10; // 列表容量
    #size = 0; // 列表长度（即当前元素数量）
    #extendRatio = 2; // 每次列表扩容的倍数

    /* 构造方法 */
    constructor() {
        this.#nums = new Array(this.#capacity);
    }

    /* 获取列表长度（即当前元素数量）*/
    size() {
        return this.#size;
    }

    /* 获取列表容量 */
    capacity() {
        return this.#capacity;
    }

    /* 访问元素 */
    get(index) {
        // 索引如果越界则抛出异常，下同
        if (index < 0 || index >= this.#size) throw new Error('索引越界');
        return this.#nums[index];
    }

    /* 更新元素 */
    set(index, num) {
        if (index < 0 || index >= this.#size) throw new Error('索引越界');
        this.#nums[index] = num;
    }

    /* 尾部添加元素 */
    add(num) {
        // 如果长度等于容量，则需要扩容
        if (this.#size === this.#capacity) {
            this.extendCapacity();
        }
        // 将新元素添加到列表尾部
        this.#nums[this.#size] = num;
        this.#size++;
    }

    /* 中间插入元素 */
    insert(index, num) {
        if (index < 0 || index >= this.#size) throw new Error('索引越界');
        // 元素数量超出容量时，触发扩容机制
        if (this.#size === this.#capacity) {
            this.extendCapacity();
        }
        // 将索引 index 以及之后的元素都向后移动一位
        for (let j = this.#size - 1; j >= index; j--) {
            this.#nums[j + 1] = this.#nums[j];
        }
        // 更新元素数量
        this.#nums[index] = num;
        this.#size++;
    }

    /* 删除元素 */
    remove(index) {
        if (index < 0 || index >= this.#size) throw new Error('索引越界');
        let num = this.#nums[index];
        // 将索引 index 之后的元素都向前移动一位
        for (let j = index; j < this.#size - 1; j++) {
            this.#nums[j] = this.#nums[j + 1];
        }
        // 更新元素数量
        this.#size--;
        // 返回被删除元素
        return num;
    }

    /* 列表扩容 */
    extendCapacity() {
        // 新建一个长度为原数组 extendRatio 倍的新数组，并将原数组拷贝到新数组
        this.#nums = this.#nums.concat(
            new Array(this.capacity() * (this.#extendRatio - 1))
        );
        // 更新列表容量
        this.#capacity = this.#nums.length;
    }

    /* 将列表转换为数组 */
    toArray() {
        let size = this.size();
        // 仅转换有效长度范围内的列表元素
        const nums = new Array(size);
        for (let i = 0; i < size; i++) {
            nums[i] = this.get(i);
        }
        return nums;
    }
}
```

=== "TS"

```typescript title="my_list.ts"
/* 列表类简易实现 */
class MyList {
    private nums: Array<number>; // 数组（存储列表元素）
    private _capacity: number = 10; // 列表容量
    private _size: number = 0; // 列表长度（即当前元素数量）
    private extendRatio: number = 2; // 每次列表扩容的倍数

    /* 构造方法 */
    constructor() {
        this.nums = new Array(this._capacity);
    }

    /* 获取列表长度（即当前元素数量）*/
    public size(): number {
        return this._size;
    }

    /* 获取列表容量 */
    public capacity(): number {
        return this._capacity;
    }

    /* 访问元素 */
    public get(index: number): number {
        // 索引如果越界则抛出异常，下同
        if (index < 0 || index >= this._size) throw new Error('索引越界');
        return this.nums[index];
    }

    /* 更新元素 */
    public set(index: number, num: number): void {
        if (index < 0 || index >= this._size) throw new Error('索引越界');
        this.nums[index] = num;
    }

    /* 尾部添加元素 */
    public add(num: number): void {
        // 如果长度等于容量，则需要扩容
        if (this._size === this._capacity) this.extendCapacity();
        // 将新元素添加到列表尾部
        this.nums[this._size] = num;
        this._size++;
    }

    /* 中间插入元素 */
    public insert(index: number, num: number): void {
        if (index < 0 || index >= this._size) throw new Error('索引越界');
        // 元素数量超出容量时，触发扩容机制
        if (this._size === this._capacity) {
            this.extendCapacity();
        }
        // 将索引 index 以及之后的元素都向后移动一位
        for (let j = this._size - 1; j >= index; j--) {
            this.nums[j + 1] = this.nums[j];
        }
        // 更新元素数量
        this.nums[index] = num;
        this._size++;
    }

    /* 删除元素 */
    public remove(index: number): number {
        if (index < 0 || index >= this._size) throw new Error('索引越界');
        let num = this.nums[index];
        // 将索引 index 之后的元素都向前移动一位
        for (let j = index; j < this._size - 1; j++) {
            this.nums[j] = this.nums[j + 1];
        }
        // 更新元素数量
        this._size--;
        // 返回被删除元素
        return num;
    }

    /* 列表扩容 */
    public extendCapacity(): void {
        // 新建一个长度为 size 的数组，并将原数组拷贝到新数组
        this.nums = this.nums.concat(
            new Array(this.capacity() * (this.extendRatio - 1))
        );
        // 更新列表容量
        this._capacity = this.nums.length;
    }

    /* 将列表转换为数组 */
    public toArray(): number[] {
        let size = this.size();
        // 仅转换有效长度范围内的列表元素
        const nums = new Array(size);
        for (let i = 0; i < size; i++) {
            nums[i] = this.get(i);
        }
        return nums;
    }
}
```

=== "Dart"

```dart title="my_list.dart"
/* 列表类简易实现 */
class MyList {
  late List<int> _nums; // 数组（存储列表元素）
  int _capacity = 10; // 列表容量
  int _size = 0; // 列表长度（即当前元素数量）
  int _extendRatio = 2; // 每次列表扩容的倍数

  /* 构造方法 */
  MyList() {
    _nums = List.filled(_capacity, 0);
  }

  /* 获取列表长度（即当前元素数量）*/
  int size() => _size;

  /* 获取列表容量 */
  int capacity() => _capacity;

  /* 访问元素 */
  int get(int index) {
    if (index >= _size) throw RangeError('索引越界');
    return _nums[index];
  }

  /* 更新元素 */
  void set(int index, int num) {
    if (index >= _size) throw RangeError('索引越界');
    _nums[index] = num;
  }

  /* 尾部添加元素 */
  void add(int num) {
    // 元素数量超出容量时，触发扩容机制
    if (_size == _capacity) extendCapacity();
    _nums[_size] = num;
    // 更新元素数量
    _size++;
  }

  /* 中间插入元素 */
  void insert(int index, int num) {
    if (index >= _size) throw RangeError('索引越界');
    // 元素数量超出容量时，触发扩容机制
    if (_size == _capacity) extendCapacity();
    // 将索引 index 以及之后的元素都向后移动一位
    for (var j = _size - 1; j >= index; j--) {
      _nums[j + 1] = _nums[j];
    }
    _nums[index] = num;
    // 更新元素数量
    _size++;
  }

  /* 删除元素 */
  int remove(int index) {
    if (index >= _size) throw RangeError('索引越界');
    int num = _nums[index];
    // 将索引 index 之后的元素都向前移动一位
    for (var j = index; j < _size - 1; j++) {
      _nums[j] = _nums[j + 1];
    }
    // 更新元素数量
    _size--;
    // 返回被删除元素
    return num;
  }

  /* 列表扩容 */
  void extendCapacity() {
    // 新建一个长度为原数组 _extendRatio 倍的新数组
    final _newNums = List.filled(_capacity * _extendRatio, 0);
    // 将原数组拷贝到新数组
    List.copyRange(_newNums, 0, _nums);
    // 更新 _nums 的引用
    _nums = _newNums;
    // 更新列表容量
    _capacity = _nums.length;
  }

  /* 将列表转换为数组 */
  List<int> toArray() {
    List<int> nums = [];
    for (var i = 0; i < _size; i++) {
      nums.add(get(i));
    }
    return nums;
  }
}
```

=== "Rust"

```rust title="my_list.rs"
/* 列表类简易实现 */
#[allow(dead_code)]
struct MyList {
    nums: Vec<i32>,       // 数组（存储列表元素）
    capacity: usize,      // 列表容量
    size: usize,          // 列表长度（即当前元素数量）
    extend_ratio: usize,  // 每次列表扩容的倍数
}

#[allow(unused,unused_comparisons)]
impl MyList {
    /* 构造方法 */
    pub fn new(capacity: usize) -> Self {
        let mut vec = Vec::new(); 
        vec.resize(capacity, 0);
        Self {
            nums: vec,
            capacity,
            size: 0,
            extend_ratio: 2,
        }
    }

    /* 获取列表长度（即当前元素数量）*/
    pub fn size(&self) -> usize {
        return self.size;
    }

    /* 获取列表容量 */
    pub fn capacity(&self) -> usize {
        return self.capacity;
    }

    /* 访问元素 */
    pub fn get(&self, index: usize) -> i32 {
        // 索引如果越界则抛出异常，下同
        if index < 0 || index >= self.size {panic!("索引越界")};
        return self.nums[index];
    }

    /* 更新元素 */
    pub fn set(&mut self, index: usize, num: i32) {
        if index < 0 || index >= self.size {panic!("索引越界")};
        self.nums[index] = num;
    }

    /* 尾部添加元素 */
    pub fn add(&mut self, num: i32) {
        // 元素数量超出容量时，触发扩容机制
        if self.size == self.capacity() {
            self.extend_capacity();
        }
        self.nums[self.size] = num;
        // 更新元素数量
        self.size += 1;
    }

    /* 中间插入元素 */
    pub fn insert(&mut self, index: usize, num: i32) {
        if index < 0 || index >= self.size() {panic!("索引越界")};
        // 元素数量超出容量时，触发扩容机制
        if self.size == self.capacity() {
            self.extend_capacity();
        }
        // 将索引 index 以及之后的元素都向后移动一位
        for j in (index..self.size).rev() {
            self.nums[j + 1] = self.nums[j];
        }
        self.nums[index] = num;
        // 更新元素数量
        self.size += 1;
    }

    /* 删除元素 */
    pub fn remove(&mut self, index: usize) -> i32 {
        if index < 0 || index >= self.size() {panic!("索引越界")};
        let num = self.nums[index];
        // 将索引 index 之后的元素都向前移动一位
        for j in (index..self.size - 1) {
            self.nums[j] = self.nums[j + 1];
        }
        // 更新元素数量
        self.size -= 1;
        // 返回被删除元素
        return num;
    }

    /* 列表扩容 */
    pub fn extend_capacity(&mut self) {
        // 新建一个长度为原数组 extend_ratio 倍的新数组，并将原数组拷贝到新数组
        let new_capacity = self.capacity * self.extend_ratio;
        self.nums.resize(new_capacity, 0);
        // 更新列表容量
        self.capacity = new_capacity;
    }

    /* 将列表转换为数组 */
    pub fn to_array(&mut self) -> Vec<i32> {
        // 仅转换有效长度范围内的列表元素
        let mut nums = Vec::new();
        for i in 0..self.size {
            nums.push(self.get(i));
        }
        nums
    }
}
```

=== "C"

```c title="my_list.c"
/* 列表类简易实现 */
struct myList {
    int *nums;       // 数组（存储列表元素）
    int capacity;    // 列表容量
    int size;        // 列表大小
    int extendRatio; // 列表每次扩容的倍数
};

typedef struct myList myList;

/* 构造函数 */
myList *newMyList() {
    myList *list = malloc(sizeof(myList));
    list->capacity = 10;
    list->nums = malloc(sizeof(int) * list->capacity);
    list->size = 0;
    list->extendRatio = 2;
    return list;
}

/* 析构函数 */
void delMyList(myList *list) {
    free(list->nums);
    free(list);
}

/* 获取列表长度 */
int size(myList *list) {
    return list->size;
}

/* 获取列表容量 */
int capacity(myList *list) {
    return list->capacity;
}

/* 访问元素 */
int get(myList *list, int index) {
    assert(index >= 0 && index < list->size);
    return list->nums[index];
}

/* 更新元素 */
void set(myList *list, int index, int num) {
    assert(index >= 0 && index < list->size);
    list->nums[index] = num;
}

/* 尾部添加元素 */
void add(myList *list, int num) {
    if (size(list) == capacity(list)) {
        extendCapacity(list); // 扩容
    }
    list->nums[size(list)] = num;
    list->size++;
}

/* 中间插入元素 */
void insert(myList *list, int index, int num) {
    assert(index >= 0 && index < size(list));
    // 元素数量超出容量时，触发扩容机制
    if (size(list) == capacity(list)) {
        extendCapacity(list); // 扩容
    }
    for (int i = size(list); i > index; --i) {
        list->nums[i] = list->nums[i - 1];
    }
    list->nums[index] = num;
    list->size++;
}

/* 删除元素 */
// 注意：stdio.h 占用了 remove 关键词
int removeNum(myList *list, int index) {
    assert(index >= 0 && index < size(list));
    int num = list->nums[index];
    for (int i = index; i < size(list) - 1; i++) {
        list->nums[i] = list->nums[i + 1];
    }
    list->size--;
    return num;
}

/* 列表扩容 */
void extendCapacity(myList *list) {
    // 先分配空间
    int newCapacity = capacity(list) * list->extendRatio;
    int *extend = (int *)malloc(sizeof(int) * newCapacity);
    int *temp = list->nums;

    // 拷贝旧数据到新数据
    for (int i = 0; i < size(list); i++)
        extend[i] = list->nums[i];

    // 释放旧数据
    free(temp);

    // 更新新数据
    list->nums = extend;
    list->capacity = newCapacity;
}

/* 将列表转换为 Array 用于打印 */
int *toArray(myList *list) {
    return list->nums;
}
```

=== "Zig"

```zig title="my_list.zig"
// 列表类简易实现
fn MyList(comptime T: type) type {
    return struct {
        const Self = @This();
        
        nums: []T = undefined,                        // 数组（存储列表元素）
        numsCapacity: usize = 10,                     // 列表容量
        numSize: usize = 0,                           // 列表长度（即当前元素数量）
        extendRatio: usize = 2,                       // 每次列表扩容的倍数
        mem_arena: ?std.heap.ArenaAllocator = null,
        mem_allocator: std.mem.Allocator = undefined, // 内存分配器

        // 构造函数（分配内存+初始化列表）
        pub fn init(self: *Self, allocator: std.mem.Allocator) !void {
            if (self.mem_arena == null) {
                self.mem_arena = std.heap.ArenaAllocator.init(allocator);
                self.mem_allocator = self.mem_arena.?.allocator();
            }
            self.nums = try self.mem_allocator.alloc(T, self.numsCapacity);
            @memset(self.nums, @as(T, 0));
        }

        // 析构函数（释放内存）
        pub fn deinit(self: *Self) void {
            if (self.mem_arena == null) return;
            self.mem_arena.?.deinit();
        }

        // 获取列表长度（即当前元素数量）
        pub fn size(self: *Self) usize {
            return self.numSize;
        }

        // 获取列表容量
        pub fn capacity(self: *Self) usize {
            return self.numsCapacity;
        }

        // 访问元素
        pub fn get(self: *Self, index: usize) T {
            // 索引如果越界则抛出异常，下同
            if (index < 0 or index >= self.size()) @panic("索引越界");
            return self.nums[index];
        }  

        // 更新元素
        pub fn set(self: *Self, index: usize, num: T) void {
            // 索引如果越界则抛出异常，下同
            if (index < 0 or index >= self.size()) @panic("索引越界");
            self.nums[index] = num;
        }  

        // 尾部添加元素
        pub fn add(self: *Self, num: T) !void {
            // 元素数量超出容量时，触发扩容机制
            if (self.size() == self.capacity()) try self.extendCapacity();
            self.nums[self.size()] = num;
            // 更新元素数量
            self.numSize += 1;
        }  

        // 中间插入元素
        pub fn insert(self: *Self, index: usize, num: T) !void {
            if (index < 0 or index >= self.size()) @panic("索引越界");
            // 元素数量超出容量时，触发扩容机制
            if (self.size() == self.capacity()) try self.extendCapacity();
            // 将索引 index 以及之后的元素都向后移动一位
            var j = self.size() - 1;
            while (j >= index) : (j -= 1) {
                self.nums[j + 1] = self.nums[j];
            }
            self.nums[index] = num;
            // 更新元素数量
            self.numSize += 1;
        }

        // 删除元素
        pub fn remove(self: *Self, index: usize) T {
            if (index < 0 or index >= self.size()) @panic("索引越界");
            var num = self.nums[index];
            // 索引 i 之后的元素都向前移动一位
            var j = index;
            while (j < self.size() - 1) : (j += 1) {
                self.nums[j] = self.nums[j + 1];
            }
            // 更新元素数量
            self.numSize -= 1;
            // 返回被删除元素
            return num;
        }

        // 列表扩容
        pub fn extendCapacity(self: *Self) !void {
            // 新建一个长度为 size * extendRatio 的数组，并将原数组拷贝到新数组
            var newCapacity = self.capacity() * self.extendRatio;
            var extend = try self.mem_allocator.alloc(T, newCapacity);
            @memset(extend, @as(T, 0));
            // 将原数组中的所有元素复制到新数组
            std.mem.copy(T, extend, self.nums);
            self.nums = extend;
            // 更新列表容量
            self.numsCapacity = newCapacity;
        }

        // 将列表转换为数组
        pub fn toArray(self: *Self) ![]T {
            // 仅转换有效长度范围内的列表元素
            var nums = try self.mem_allocator.alloc(T, self.size());
           @memset(nums, @as(T, 0));
            for (nums, 0..) |*num, i| {
                num.* = self.get(i);
            }
            return nums;
        }
    };
}
```

58 KiB Raw Blame History Unescape Escape

4.3 列表

4.3.1 列表常用操作

1. 初始化列表

2. 访问元素

3. 插入与删除元素

4. 遍历列表

5. 拼接列表

6. 排序列表

4.3.2 列表实现

58 KiB

Raw Blame History Unescape Escape