小型语言有序集合【1】（OrderedCollection【2】）的动态数组【3】实现
在编程语言中，有序集合（OrderedCollection）是一种常见的抽象数据类型，它允许元素以特定的顺序存储和访问。在Smalltalk语言中，有序集合是一个核心概念，它提供了丰富的操作来管理元素。本文将探讨如何使用动态数组来实现Smalltalk语言中的有序集合。
Smalltalk语言简介
Smalltalk是一种面向对象的编程语言，由Alan Kay等人于1970年代初期设计。它以其简洁的语法、强大的对象模型和动态类型系统【4】而闻名。在Smalltalk中，所有东西都是对象，包括数字、字符串和集合等。
有序集合的概念
有序集合是一种集合，其中元素按照一定的顺序排列。在Smalltalk中，有序集合提供了添加、删除、查找和排序等操作。有序集合可以是静态的，也可以是动态的。动态有序集合【5】允许在运行时改变其大小。
动态数组的实现
动态数组是一种数据结构，它允许在运行时动态地增加或减少其大小。在Smalltalk中，动态数组是实现有序集合的一种有效方式。
动态数组的定义
以下是一个简单的动态数组的定义，它使用Smalltalk的类和消息传递机制【6】：
smalltalk
Class <> initializeClass
| minCapacity |
minCapacity := 10.
self classVariable: minCapacity.
instance>> initialize
| elements |
elements := Array new: self class classVariable.
self elements: elements.
self size: 0.
instance>> capacity
^ self class classVariable.
instance>> ensureCapacity: aCapacity
| newElements |
newElements := Array new: aCapacity.
newElements do: [ :anElement | anElement := self elements at: anElement index ].
self elements: newElements.
self class classVariable: aCapacity.
instance>> add: anObject
| index |
index := self size.
self ensureCapacity: (self capacity + 1).
self elements: anObject at: index.
self size: (self size + 1).
instance>> remove: anObject
| index |
index := self indexOf: anObject.
ifTrue: [ self elements remove: index.
self size: (self size - 1) ].
instance>> indexOf: anObject
| index |
index := 0.
self elements do: [ :anElement |
ifTrue: [ self size = index ] ifFalse: [ index: index + 1 ] ].
^ index.
instance>> at: anIndex
^ self elements at: anIndex.
instance>> size
^ self elements size.
endClass
动态数组的操作
以下是一些动态数组的基本操作：
- `initialize`: 初始化【7】动态数组。
- `capacity`: 返回动态数组的容量【8】。
- `ensureCapacity: aCapacity`: 确保动态数组的容量至少为aCapacity。
- `add: anObject`: 向动态数组添加一个对象。
- `remove: anObject`: 从动态数组中删除一个对象。
- `indexOf: anObject`: 返回对象在动态数组中的索引【9】。
- `at: anIndex`: 返回指定索引处的对象。
- `size`: 返回动态数组中的元素数量【10】。
有序集合的实现
基于动态数组的定义，我们可以实现一个有序集合：
smalltalk
Class <> initializeClass
| DynamicArray |
DynamicArray := DynamicArray class.
self subclass: DynamicArray.
instance>> initialize
self super initialize.
self elements: Array new.
instance>> add: anObject
| index |
index := self elements size.
self elements: anObject at: index.
self elements: self elements sorted.
instance>> remove: anObject
| index |
index := self indexOf: anObject.
ifTrue: [ self elements remove: index.
self elements: self elements sorted ].
instance>> indexOf: anObject
| index |
index := 0.
self elements do: [ :anElement |
ifTrue: [ self size = index ] ifFalse: [ index: index + 1 ] ].
^ index.
instance>> at: anIndex
^ self elements at: anIndex.
instance>> size
^ self elements size.
endClass
在这个实现中，我们重写了`add:`和`remove:`方法，以确保集合始终保持有序状态。
结论
本文介绍了如何使用动态数组实现Smalltalk语言中的有序集合。通过定义一个动态数组类，并重写其方法以保持有序状态，我们能够创建一个灵活且高效的有序集合。这种实现方式为Smalltalk程序员提供了一个强大的工具，用于处理有序数据。
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