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Java数据结构之顺序表篇

目录

  • 一.线性表
  • 二.顺序表
    • 1.概念及结构
    • 2.顺序表的实现
      • 打印顺序表
      • 获取顺序表的有效长度
      • 在pos位置新增元素
      • 判断是否包含某个元素
      • 查找某个元素对应的位置
      • 获取/查找pos位置的元素
      • 给pos位置的元素设为value
      • 删除第一次出现的关键字key
      • 清空顺序表
    • 3.顺序表的优、缺点
    • 三.顺序表的实现代码汇总

      一.线性表 线性表（ linear list ） 是 n 个具有相同特性的数据元素的有限序列。 线性表是一种在实际中广泛使用的数据结构，常见 的线性表：顺序表、链表、栈、队列、字符串... 线性表在逻辑上是线性结构，也就说是连续的一条直线。但是在物理结构上并不一定是连续的，线性表在物理上存储 时，通常以数组和链式结构的形式存储。
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      二.顺序表
      1.概念及结构
      顺序表是用一段 物理地址连续 的存储单元依次存储数据元素的线性结构，一般情况下采用数组存储。在数组上完成数据的增删查改。
      而顺序表一般可以分为两类：静态顺序表、动态顺序表
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      2.顺序表的实现
      首先我们将顺序表的成员属性以及构造函数写好，接下来实现具体接口
      public class MyArrayList { public int[] elem; public int usedSize; //有效的数据个数，默认值为0 public MyArrayList() {//初始化一个数组，容量为5this.elem = new int[5]; } }


      打印顺序表 只需要遍历完数组，然后将其打印出来即可
      具体的代码实现：
      // 打印顺序表public void display() {for (int i = 0; i

      获取顺序表的有效长度 有效长度就是已经用过的元素，返回usedSize即可
      具体的代码实现：
      // 获取顺序表的有效数据长度public int size() {return usedSize; }


      在pos位置新增元素 具体的操作分为四步：
      1、判断pos位置是否合法，即pos既不能小于0，也不能大于有效数据个数
      2、判断顺序表是否已满，如果满了，需要Arrays.CopyOf()进行扩容
      3、将pos后的元素依次后移，即 elem[i+1]=elem[i]
      4、将目标元素data放入pos下标对应位置，即elem[pos]=data
      具体的代码实现：
      // 在 pos 位置新增元素public void add(int pos, int data) {//1.判断pos位置是否合法if (pos<0 || pos>usedSize){System.out.println("pos位置不合法"); return; }//2.判断usedSize是否已满if (isFull()){this.elem = Arrays.copyOf(this.elem,2*this.elem.length); }//3.开始挪数据,并且给pos位置赋值for (int i = usedSize-1; i >= pos ; i--) {elem[i+1]=elem[i]; //把i下标的值给i+1}this.elem[pos]=data; this.usedSize++; //说明存放成功}public boolean isFull(){return this.usedSize == this.elem.length; }


      判断是否包含某个元素 只需要传入需要查找的元素toFind，然后遍历查找即可
      具体的代码实现：
      // 判定是否包含某个元素public boolean contains(int toFind) {for (int i = 0; i

      查找某个元素对应的位置 跟上一个操作一样，使用遍历查找到元素后，返回其下标即可
      具体的代码实现：
      // 查找某个元素对应的位置public int search(int toFind) {for (int i = 0; i < this.usedSize; i++) {if (this.elem[i]==toFind)return i; //找到了返回i下标}return -1; //找不到返回-1，因为数组没有负数下标}


      获取/查找pos位置的元素 凡是传入pos位置，我们都需要判断pos是否合法，也要查看顺序表是否为空，如果合法且不为空直接返回该下标对应的元素即可
      具体的代码实现：
      // 获取 pos 位置的元素public int getPos(int pos) {if (pos<0 || pos>this.usedSize){System.out.println("pos位置不合法"); return -1; //说明pos位置不合法}if(isEmpty()){System.out.println("顺序表为空"); return -1; }return this.elem[pos]; //返回pos位置的值}public boolean isEmpty(){return this.usedSize==0; }


      给pos位置的元素设为value 依然先判断pos位置是否合法，再判断顺序表是否为空，如果合法且不为空，则将value赋值给pos下标对应的元素
      具体的代码实现：
      // 给 pos 位置的元素设为/更新为 valuepublic void setPos(int pos, int value) {//还是要先判断pos位置的合法性if (pos<0 || pos>usedSize){System.out.println("pos位置不合法"); return; }if(isEmpty()){System.out.println("顺序表为空"); return ; }this.elem[pos] = value; //将pos位置的元素更新为value}


      删除第一次出现的关键字key 具体步骤如下：
      1、判断顺序表是否为空(除了增加元素是判断顺序表是否已满，其他的都是判断是否为空)
      2、调用我们上边写的search函数，看是否存在该元素
      3、如果存在，则从该元素起，将后面的元素往前挪，将要删除的元素覆盖
      具体的代码实现如下：
      //删除第一次出现的关键字keypublic void remove(int toRemove) {if (isEmpty()){System.out.println("顺序表为空"); return; }int index = search(toRemove); if (index==-1) {System.out.println("没有你要删除的数字"); return; }for (int i = index; i < usedSize-1; i++) {this.elem[i]=this.elem[i+1]; }this.usedSize--; //this.elem[usedSize]=null; 如果数组当中是引用类型，则要将其置为空}


      清空顺序表 清空顺序表，只需要把有效长度置于0即可
      具体的代码实现：
      // 清空顺序表public void clear() {this.usedSize = 0; }


      3.顺序表的优、缺点
      优点：由于顺序表是物理和逻辑上都连续的，可以快速查找到当前数据，时间复杂度为O(1)
      缺点：
      1、删除和插入数据的时候，都需要移动数据，时间复杂度为O(N)
      2、扩容也是问题，增容一般是呈2倍的增长，势必会有一定的空间浪费。例如当前容量为100，满了以后增容到200，我们再继续插入5个数据，无后续数据插入，那么就浪费了95个数据空间
      那么顺序表的缺点怎么才能解决呢？链表很好的解决了顺序表的缺点，随用随取，需要空间的时候就new一个结点。需要注意的是，链表是物理上不连续，而逻辑上连续。

      三.顺序表的实现代码汇总
      public class MyArrayList { public int[] elem; public int usedSize; public MyArrayList() {this.elem = new int[5]; } // 打印顺序表public void display() {for (int i = 0; i usedSize){System.out.println("pos位置不合法"); return; }//2.判断usedSize是否已满if (isFull()){this.elem = Arrays.copyOf(this.elem,2*this.elem.length); }//3.开始挪数据,并且给pos位置赋值for (int i = usedSize-1; i >= pos ; i--) {elem[i+1]=elem[i]; //把i下标的值给i+1}this.elem[pos]=data; this.usedSize++; //说明存放成功}public boolean isFull(){return this.usedSize == this.elem.length; } // 判定是否包含某个元素public boolean contains(int toFind) {for (int i = 0; i this.usedSize){System.out.println("pos位置不合法"); return -1; //说明pos位置不合法}if(isEmpty()){System.out.println("顺序表为空"); return -1; }return this.elem[pos]; //返回pos位置的值}public boolean isEmpty(){return this.usedSize==0; } // 给 pos 位置的元素设为/更新为 valuepublic void setPos(int pos, int value) {//还是要先判断pos位置的合法性if (pos<0 || pos>usedSize){System.out.println("pos位置不合法"); return; }if(isEmpty()){System.out.println("顺序表为空"); return ; }this.elem[pos] = value; //将pos位置的元素更新为value} //删除第一次出现的关键字keypublic void remove(int toRemove) {if (isEmpty()){System.out.println("顺序表为空"); return; }int index = search(toRemove); if (index==-1) {System.out.println("没有你要删除的数字"); return; }for (int i = index; i < usedSize-1; i++) {this.elem[i]=this.elem[i+1]; }this.usedSize--; //this.elem[usedSize]=null; 如果数组当中是引用类型，则要将其置为空} // 清空顺序表public void clear() {this.usedSize = 0; } }

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