本文章会对Java线性表的相关知识进行讲解，也会以Java代码示例来进行解释
对线性表的讲解分析
定义
线性表是一种数据结构，它是由一系列具有相同类型的元素组成的有序集合。线性表中的元素按照线性的顺序 排列，每个元素只有一个前驱元素和一个后继元素，除了第一个元素没有前驱元素，最后一个元素没有后继 元素。
可以表示为
表中的元素序列{x1,x2,...,xn}，其中xi是表中的元素，它们具有相同的数据类型，n表示表中元素的个数。 线性表满足以下特性： 元素的有序性：线性表中的元素按照线性的顺序排列，每个元素都有一个确定的位置。 有限性：线性表中的元素个数是有限的。 相同数据类型：线性表中的元素具有相同的数据类型，即它们具有相同的属性和操作。
线性表可以用多种方式来表示和实现，常见的实现方式包括顺序表和链表两种。
顺序表
是一种基于数组的实现方式，元素在内存中连续存储，通过下标访问元素，插入和删除操作需要移动其他元素。
链表
是一种通过节点之间的指针来连接的实现方式，节点包含元素和指向下一个节点的指针，可以实现高效的插入 和删除操作，但访问元素的效率相对较低。
注意
线性表作为数据结构中的基本概念，广泛应用于各个领域的算法和程序设计中。掌握线性表的定义和实现方式， 能够帮助我们更好地理解和应用其他数据结构和算法。 线性表是一种常见的数据结构，它由一系列元素组成，这些元素之间存在着一对一的前后关系。线性表中的元 素可以是任何类型的数据，如整数、字符或对象等。 线性表中的元素排列有序，每个元素都有一个直接前驱元素和一个直接后继元素，除了第一个元素没有前驱元 素，最后一个元素没有后继元素。 线性表的访问方式可以根据元素在表中的位置进行操作，如按索引访问、插入、删除等。其中，按索引访问是 通过元素在表中的位置（索引）来获取对应的元素值。插入和删除可以在指定的位置上插入新的元素或者移除 现有的元素。 线性表有很多种实现方式，常见的包括数组和链表。数组作为一种静态数据结构，需要提前声明一个固定大小 的空间来存储元素，操作灵活性较差。链表则以节点的形式存储元素，每个节点包含了数据及指向下一个节点 的指针，操作相对灵活，但涉及到频繁的内存分配和释放。 线性表常用的算法包括遍历、查找和排序等。遍历操作用于依次访问线性表中的所有元素。查找操作可以根据 某个条件查找满足要求的元素，常见的方法有线性查找和二分查找。排序操作可以将线性表中的元素按照一定 的规则进行排列，常见的排序算法有冒泡排序、插入排序和快速排序等。 总之，线性表是一种简单、常用的数据结构，能够有效地组织和处理大量的数据，广泛应用于各个领域的算法 与程序设计中。
代码实现
在Java中，我们可以使用数组或链表来实现线性表。
使用数组实现线性表：
public class ArrayList { private int size; private Object[] array; public ArrayList() { this.size = 0; this.array = new Object[10]; // 初始化数组大小为10 } public void add(Object item) { if (size == array.length) { Object[] newArray = new Object[array.length * 2]; // 当数组容量不足时，扩大数组 System.arraycopy(array, 0, newArray, 0, size); // 将原数组中的元素复制到新数组 array = newArray; } array[size++] = item; } public Object get(int index) { if (index >= 0 && index < size) { return array[index]; } else { throw new IndexOutOfBoundsException(); } } public int size() { return size; } }
在Java语言中，我们可以使用数组来实现线性表的增删改查操作线性表的例子：
public class MyArrayList { private Object[] array; private int size; private int capacity; public MyArrayList() { capacity = 10; // 初始化容量为10 array = new Object[capacity]; size = 0; } public int getSize() { return size; } public boolean isEmpty() { return size == 0; } public void add(Object element) { if (size == capacity) { increaseCapacity(); // 扩容 } array[size] = element; size++; } public void remove(int index) { if (index < 0 || index >= size) { throw new IndexOutOfBoundsException("Index out of range"); } for (int i = index; i < size - 1; i++) { array[i] = array[i + 1]; } array[size - 1] = null; size--; } public void set(int index, Object element) { if (index < 0 || index >= size) { throw new IndexOutOfBoundsException("Index out of range"); } array[index] = element; } public Object get(int index) { if (index < 0 || index >= size) { throw new IndexOutOfBoundsException("Index out of range"); } return array[index]; } public boolean contains(Object element) { for (int i = 0; i < size; i++) { if (array[i].equals(element)) { return true; } } return false; } private void increaseCapacity() { capacity *= 2; // 扩大两倍 Object[] newArray = new Object[capacity]; for (int i = 0; i < size; i++) { newArray[i] = array[i]; } array = newArray; } } 使用示例： public class Main { public static void main(String[] args) { MyArrayList list = new MyArrayList(); list.add("A"); list.add("B"); list.add("C"); System.out.println("Size: " + list.getSize()); // 输出：Size: 3 list.remove(1); // 删除索引为1的元素 System.out.println("Size: " + list.getSize()); // 输出：Size: 2 list.set(0, "D"); // 将索引为0的元素设置为"D" System.out.println(list.get(0)); // 输出：D System.out.println(list.contains("C")); // 输出：false } }
使用链表实现线性表：
public class LinkedList { private Node head; private int size; private class Node { // 链表节点类 Object data; Node next; public Node(Object data) { this.data = data; this.next = null; } } public LinkedList() { this.head = null; this.size = 0; } public void add(Object item) { Node newNode = new Node(item); if (head == null) { head = newNode; } else { Node current = head; while (current.next != null) { current = current.next; } current.next = newNode; } size++; } public Object get(int index) { if (index >= 0 && index < size) { Node current = head; for (int i = 0; i < index; i++) { current = current.next; } return current.data; } else { throw new IndexOutOfBoundsException(); } } public int size() { return size; } }
在Java语言中，我们用链表来实现线性表的增删改查操作线性表的例子：
代码演示了使用链表实现线性表的增加、删除、修改和查询操作，并使用 MyLinkedList类来实现这些功能。你可以根据需要进一步扩展和优化这个实现。
public class ListNode { Object data; ListNode next; public ListNode(Object data) { this.data = data; this.next = null; } } public class MyLinkedList { private ListNode head; private int size; public MyLinkedList() { head = null; size = 0; } public int getSize() { return size; } public boolean isEmpty() { return size == 0; } public void add(Object element) { ListNode newNode = new ListNode(element); if (head == null) { head = newNode; } else { ListNode current = head; while (current.next != null) { current = current.next; } current.next = newNode; } size++; } public void remove(int index) { if (index < 0 || index >= size) { throw new IndexOutOfBoundsException("Index out of range"); } if (index == 0) { head = head.next; } else { ListNode previous = getNode(index - 1); ListNode current = previous.next; previous.next = current.next; } size--; } public void set(int index, Object element) { if (index < 0 || index >= size) { throw new IndexOutOfBoundsException("Index out of range"); } ListNode node = getNode(index); node.data = element; } public Object get(int index) { if (index < 0 || index >= size) { throw new IndexOutOfBoundsException("Index out of range"); } ListNode node = getNode(index); return node.data; } public boolean contains(Object element) { ListNode current = head; while (current != null) { if (current.data.equals(element)) { return true; } current = current.next; } return false; } private ListNode getNode(int index) { ListNode current = head; for (int i = 0; i < index; i++) { current = current.next; } return current; } } 使用示例： public static void main(String[] args) { MyLinkedList list = new MyLinkedList(); list.add("A"); list.add("B"); list.add("C"); System.out.println("Size: " + list.getSize()); // 输出：Size: 3 list.remove(1); // 删除索引为1的元素 System.out.println("Size: " + list.getSize()); // 输出：Size: 2 list.set(0, "D"); // 将索引为0的元素设置为"D" System.out.println(list.get(0)); // 输出：D System.out.println(list.contains("C")); // 输出：false }
