feat(Kotlin): Add Kotlin code for the array and linked list chapter (#…

…1070)

* feat(kotlin):new kotlin support files

* fix(kotlin):

    reviewed the formatting, comments and so on.

* fix(kotlin): fix the indentation and format

codes/kotlin/chapter_array_and_linkedlist/array.kt

@@ -0,0 +1,101 @@
+/**
+ * File: array.kt
+ * Created Time: 2024-01-25
+ * Author: curtishd (1023632660@qq.com)
+ */
+
+package chapter_array_and_linkedlist
+
+import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom
+
+/* 随机访问元素 */
+fun randomAccess(nums: IntArray): Int {
+    // 在区间 [0, nums.size) 中随机抽取一个数字
+    val randomIndex = ThreadLocalRandom.current().nextInt(0, nums.size)
+    // 获取并返回随机元素
+    val randomNum = nums[randomIndex]
+    return randomNum
+}
+
+/* 扩展数组长度 */
+fun extend(nums: IntArray, enlarge: Int): IntArray {
+    // 初始化一个扩展长度后的数组
+    val res = IntArray(nums.size + enlarge)
+    // 将原数组中的所有元素复制到新数组
+    for (i in nums.indices) {
+        res[i] = nums[i]
+    }
+    // 返回扩展后的新数组
+    return res
+}
+
+/* 在数组的索引 index 处插入元素 num */
+fun insert(nums: IntArray, num: Int, index: Int) {
+    // 把索引 index 以及之后的所有元素向后移动一位
+    for (i in nums.size - 1 downTo index + 1) {
+        nums[i] = nums[i - 1]
+    }
+    // 将 num 赋给 index 处的元素
+    nums[index] = num
+}
+
+/* 删除索引 index 处的元素 */
+fun remove(nums: IntArray, index: Int) {
+    // 把索引 index 之后的所有元素向前移动一位
+    for (i in index..<nums.size - 1) {
+        nums[i] = nums[i + 1]
+    }
+}
+
+/* 遍历数组 */
+fun traverse(nums: IntArray) {
+    var count = 0
+    // 通过索引遍历数组
+    for (i in nums.indices) {
+        count += nums[i]
+    }
+    // 直接遍历数组元素
+    for (j: Int in nums) {
+        count += j
+    }
+}
+
+/* 在数组中查找指定元素 */
+fun find(nums: IntArray, target: Int): Int {
+    for (i in nums.indices) {
+        if (nums[i] == target) return i
+    }
+    return -1
+}
+
+/* Driver Code */
+fun main() {
+    /* 初始化数组 */
+    val arr = IntArray(5)
+    println("数组 arr = ${arr.contentToString()}")
+    var nums = intArrayOf(1, 3, 2, 5, 4)
+    println("数组 nums = ${nums.contentToString()}")
+
+    /* 随机访问 */
+    val randomNum: Int = randomAccess(nums)
+    println("在 nums 中获取随机元素 $randomNum")
+
+    /* 长度扩展 */
+    nums = extend(nums, 3)
+    println("将数组长度扩展至 8 ，得到 nums = ${nums.contentToString()}")
+
+    /* 插入元素 */
+    insert(nums, 6, 3)
+    println("在索引 3 处插入数字 6 ，得到 nums = ${nums.contentToString()}")
+
+    /* 删除元素 */
+    remove(nums, 2)
+    println("删除索引 2 处的元素，得到 nums = ${nums.contentToString()}")
+
+    /* 遍历数组 */
+    traverse(nums)
+
+    /* 查找元素 */
+    val index: Int = find(nums, 3)
+    println("在 nums 中查找元素 3 ，得到索引 = $index")
+}

codes/kotlin/chapter_array_and_linkedlist/linked_list.kt

@@ -0,0 +1,80 @@
+/**
+ * File: linked_list.kt
+ * Created Time: 2024-01-25
+ * Author: curtishd (1023632660@qq.com)
+ */
+
+package chapter_array_and_linkedlist
+
+import utils.ListNode
+import utils.printLinkedList
+
+/* 在链表的节点 n0 之后插入节点p */
+fun insert(n0: ListNode?, p: ListNode?) {
+    val n1 = n0?.next
+    p?.next = n1
+    n0?.next = p
+}
+
+/* 删除链表的节点 n0 之后的首个节点 */
+fun remove(n0: ListNode?) {
+    val p = n0?.next
+    val n1 = p?.next
+    n0?.next = n1
+}
+
+/* 访问链表中索引为 index 的节点 */
+fun access(head: ListNode?, index: Int): ListNode? {
+    var h = head
+    for (i in 0..<index) {
+        h = h?.next
+    }
+    return h
+}
+
+/* 在链表中查找值为 target 的首个节点 */
+fun find(head: ListNode?, target: Int): Int {
+    var index = 0
+    var h = head
+    while (h != null) {
+        if (h.value == target) return index
+        h = h.next
+        index++
+    }
+    return -1
+}
+
+/* Driver Code */
+fun main() {
+    // 初始化各个节点
+    val n0 = ListNode(1)
+    val n1 = ListNode(3)
+    val n2 = ListNode(2)
+    val n3 = ListNode(5)
+    val n4 = ListNode(4)
+
+    // 构建节点之间的引用
+    n0.next = n1
+    n1.next = n2
+    n2.next = n3
+    n3.next = n4
+    println("初始化的链表为")
+    printLinkedList(n0)
+
+    insert(n0, ListNode(0))
+    println("插入节点后的链表为")
+    printLinkedList(n0)
+
+    /* 删除节点 */
+    remove(n0)
+    println("删除节点后的链表为")
+    printLinkedList(n0)
+
+    /* 访问节点 */
+    val node: ListNode = access(n0, 3)!!
+    println("链表中索引 3 处的节点的值 = ${node.value}")
+
+    /* 查找节点 */
+    val index: Int = find(n0, 2)
+    println("链表中值为 2 的节点的索引 = $index")
+}

codes/kotlin/chapter_array_and_linkedlist/list.kt

@@ -0,0 +1,63 @@
+/**
+ * File: list.kt
+ * Created Time: 2024-01-25
+ * Author: curtishd (1023632660@qq.com)
+ */
+
+package chapter_array_and_linkedlist
+
+/* Driver Code */
+fun main() {
+    // 可变集合
+    val numbers = mutableListOf(1, 3, 2, 5, 4)
+    val nums = ArrayList<Int>(numbers)
+    println("列表 nums = $nums")
+
+    /* 访问元素 */
+    val num = nums[1]
+    println("访问索引 1 处的元素，得到 num = $num")
+
+    /* 更新元素 */
+    nums[1] = 0
+    println("将索引 1 处的元素更新为 0 ，得到 nums = $nums")
+
+    /* 清空列表 */
+    nums.clear()
+    println("清空列表后 nums = $nums")
+
+    /* 在尾部添加元素 */
+    nums.add(1)
+    nums.add(3)
+    nums.add(2)
+    nums.add(5)
+    nums.add(4)
+    println("添加元素后 nums = $nums")
+
+    /* 在中间插入元素 */
+    nums.add(3, 6)
+    println("在索引 3 处插入数字 6 ，得到 nums = $nums")
+
+    /* 删除元素 */
+    nums.removeAt(3)
+    println("删除索引 3 处的元素，得到 nums = $nums")
+
+    /* 通过索引遍历列表 */
+    var count = 0
+    for (i in nums.indices) {
+        count += nums[i]
+    }
+
+    /* 直接遍历列表元素 */
+    for (j in nums) {
+        count += j
+    }
+
+    /* 拼接两个列表*/
+    val nums1 = ArrayList<Int>(listOf(6, 8, 7, 10, 9))
+    nums.addAll(nums1)
+    println("将列表 nums1 拼接到 nums 之后，得到 nums = $nums")
+
+    /* 排序列表 */
+    nums.sort() //排序后,列表元素从小到大排列
+    println("排序列表后 nums = $nums")
+}

codes/kotlin/chapter_array_and_linkedlist/my_list.kt

@@ -0,0 +1,139 @@
+/**
+ * File: my_list.kt
+ * Created Time: 2024-01-25
+ * Author: curtishd (1023632660@qq.com)
+ */
+
+package chapter_array_and_linkedlist
+
+/* 列表类 */
+class MyList {
+    private var arr: IntArray = intArrayOf() // 数组（存储列表元素）
+    private var capacity = 10 // 列表容量
+    private var size = 0 // 列表长度（当前元素数量）
+    private var extendRatio = 2 // 每次列表扩容的倍数
+
+    /* 构造函数 */
+    init {
+        arr = IntArray(capacity)
+    }
+
+    /* 获取列表长度（当前元素数量） */
+    fun size(): Int {
+        return size
+    }
+
+    /* 获取列表容量 */
+    fun capacity(): Int {
+        return capacity
+    }
+
+    /* 访问元素 */
+    fun get(index: Int): Int {
+        // 索引如果越界，则抛出异常，下同
+        if (index < 0 || index >= size)
+            throw IndexOutOfBoundsException()
+        return arr[index]
+    }
+
+    /* 更新元素 */
+    fun set(index: Int, num: Int) {
+        if (index < 0 || index >= size)
+            throw IndexOutOfBoundsException("索引越界")
+        arr[index] = num
+    }
+
+    /* 在尾部添加元素 */
+    fun add(num: Int) {
+        // 元素数量超出容量时，触发扩容机制
+        if (size == capacity())
+            extendCapacity()
+        arr[size] = num
+        // 更新元素数量
+        size++
+    }
+
+    /* 在中间插入元素 */
+    fun insert(index: Int, num: Int) {
+        if (index < 0 || index >= size)
+            throw 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 (j in size - 1 downTo index)
+            arr[j + 1] = arr[j]
+        arr[index] = num
+        // 更新元素数量
+        size++
+    }
+
+    /* 删除元素 */
+    fun remove(index: Int): Int {
+        if (index < 0 || index >= size)
+            throw IndexOutOfBoundsException("索引越界")
+        val num: Int = arr[index]
+        // 将将索引 index 之后的元素都向前移动一位
+        for (j in index..<size - 1)
+            arr[j] = arr[j + 1]
+        // 更新元素数量
+        size--
+        // 返回被删除的元素
+        return num
+    }
+
+    /* 列表扩容 */
+    fun extendCapacity() {
+        // 新建一个长度为原数组 extendRatio 倍的新数组，并将原数组复制到新数组
+        arr = arr.copyOf(capacity() * extendRatio)
+        // 更新列表容量
+        capacity = arr.size
+    }
+
+    /* 将列表转换为数组 */
+    fun toArray(): IntArray {
+        val size = size()
+        // 仅转换有效长度范围内的列表元素
+        val arr = IntArray(size)
+        for (i in 0..<size) {
+            arr[i] = get(i)
+        }
+        return arr
+    }
+}
+
+/* Driver Code */
+fun main() {
+    /* 初始化列表 */
+    val nums = MyList()
+    /* 在尾部添加元素 */
+    nums.add(1)
+    nums.add(3)
+    nums.add(2)
+    nums.add(5)
+    nums.add(4)
+    println("列表 nums = ${nums.toArray().contentToString()}，容量 = ${nums.capacity()}，长度 = ${nums.size()}")
+
+    /* 在中间插入元素 */
+    nums.insert(3, 6)
+    println("在索引 3 处插入数字 6 ，得到 nums = ${nums.toArray().contentToString()}")
+
+    /* 删除元素 */
+    nums.remove(3)
+    println("删除索引 3 处的元素，得到 nums = ${nums.toArray().contentToString()}")
+
+    /* 访问元素 */
+    val num = nums.get(1)
+    println("访问索引 1 处的元素，得到 num = $num")
+
+    /* 更新元素 */
+    nums.set(1, 0)
+    println("将索引 1 处的元素更新为 0 ，得到 nums = ${nums.toArray().contentToString()}")
+
+    /* 测试扩容机制 */
+    for (i in 0..9) {
+        // 在 i = 5 时，列表长度将超出列表容量，此时触发扩容机制
+        nums.add(i)
+    }
+    println("扩容后的列表 nums = ${nums.toArray().contentToString()}，容量 = ${nums.capacity()}，长度 =  ${nums.size()}")
+}