【Java 数据结构】顺序表(上)

简介: 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。

1、什么是顺序表?

这里运用博主之前写C语言实现顺序表中引用的一句话:

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。

顺序表又可以分为动态存储的顺序表和静态存储的顺序表,基本上现在不会使用静态的,这里就不介绍静态的了,所谓动态,就是当顺序表满的时候会自动扩容!我们接着往下看:

在Java中官方提供了ArrayList类,底层也是用数组实现的顺序表。

那么今天我们不急着去解读ArrayList类,而是先凭借我们之前的学习面向对象的知识,以及C语言数据结构阶段顺序表的实现,尝试着模拟实现 ArrayList类,当然,Java提供的是一个泛型类,可以存放任意指定类型数据(基本数据类型除外) ,我们就不模拟的那么复杂,能基本实现一些常见方法就行,等模拟实现之后,我们再去阅读源码。

2、模拟实现ArrayList

2.1 模拟实现前的约定

我们约定 elem 是存放整型数据的数组,size 表示数组当前有效元素个数,DEFAULT_CAPACITY 容量值,那么就可以写出这样的代码:

public class MyArrayList {
    private int elem[]; //存放数据
    private int size; //数组有效元素个数
    private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10; //约定容量
}

同时我们还要实现以下几个常用的方法:

public void add(int data);// 新增元素,默认在数组最后新增
public void add(int pos, int data);// 在 pos 位置新增元素
public boolean contains(int toFind);// 判定是否包含某个元素
public int indexOf(int toFind);// 查找某个元素对应的位置
public int get(int pos);// 获取 pos 位置的元素
public void set(int pos, int value);// 给 pos 位置的元素设为 value
public void remove(int toRemove);//删除第一次出现的关键字key
public int getSize()// 获取顺序表长度
public void clear();// 清空顺序表

其实还有很多方法,比如头插,尾删,但这些你实现了上面的,相信你自己也能解决的,现在我们就撸起袖子写代码吧:

2.2 构造方法

这里我们想一想, 如何设置我们的构造方法呢?如果用户想一开始的时候就自定义大小呢?如果不想自定义我们是不是要设置一个默认的大小?那么就可以写出下面两个构造方法:

// 无参构造方法,默认将数组容量设置成DEFAULT_CAPACITY
public MyArrayList() {
    this.elem = new int[DEFAULT_CAPACITY];
}
// 带参数构造方法,将数组容量设置成用户指定的容量
public MyArrayList(int capacity) throws IllegalCapacityException {
    // 检查指定容量是否非法
    if (capacity <= 0) {
        throw new IllegalCapacityException("设置非法容量");
    }
    this.elem = new int[capacity];
}

代码中的异常是我自定义的一个运行时异常,如果对异常还不了解的,可以看博主之前写的JavaSE系列文章,这里我就不再谈异常了。

2.3 add方法

private void capacity() {
    //将原数组扩大到2倍,利用Arrays.copyOf
    int len = getSize();
    this.elem = Arrays.copyOf(this.elem, len * 2);
}
// 新增元素,默认在数组最后新增
public void add(int data) {
    // 1.空间是否满了,满了则需要扩容
    if (getSize() == this.elem.length) {
        capacity(); //扩容
    }
    // 2.往数组最后位置新增元素
    // 3.有效数据自增1
    this.elem[this.size++] = data;
}

在写这个方法的时候,我们要注意数组如果满了就要增容,而增容这里我们用到 copyOf 方法,每次扩容2倍。

add方法重载,在pos位置新增:

// 在 pos 位置新增元素
public void add(int pos, int data) throws IllegalPosException {
    //1.检查pos下标的合法性(顺序表指定插入前面必须有元素,不能隔着插入)
    if (pos > getSize() || pos < 0) {
        throw new IllegalPosException("指定插入pos位置不合法");
    }
    //2.判断数组是否需要增容
    if (getSize() == this.elem.length) {
        capacity(); //扩容
    }
    //3.从pos位置的元素都往后移
    for (int i = this.size - 1; i >= pos; i--) {
        this.elem[i + 1] = this.elem[i];
    }
    //4.pos位置放入数据,size自增
    this.elem[pos] = data;
    this.size++;
}

这里图就不给大家画了,在博主数据结构C语言版本的时候已经有很详细了图解了,感兴趣的可以去看一看,大同小异。

这里我们直接来说第一个要注意的点,因为是顺序表,插入元素不能隔着元素插入,也就是你插入的位置前面必须要有元素!也就得出 pos 必须小于等于我们的有效元素个数!

而且 pos 的位置不能小于0!

接着就是判断扩容和中间插入需要挪动后面的元素了,过程很简单,这里就不多谈了。

2.4 contains 方法

// 判定是否包含某个元素
public boolean contains(int toFind) {
    //1.遍历数组
    for (int i = 0; i < getSize(); i++) {
        if (this.elem[i] == toFind) {
            return true; //2.找到返回true
        }
    }
    //3.找不到返回false
    return false;
}

这个方法就太简单了,看我写的注释就能看懂!

相关文章
|
1月前
|
存储 人工智能 算法
数据结构与算法细节篇之最短路径问题:Dijkstra和Floyd算法详细描述,java语言实现。
这篇文章详细介绍了Dijkstra和Floyd算法,这两种算法分别用于解决单源和多源最短路径问题,并且提供了Java语言的实现代码。
74 3
数据结构与算法细节篇之最短路径问题:Dijkstra和Floyd算法详细描述,java语言实现。
|
1月前
|
存储 Java
Java中的HashMap和TreeMap,通过具体示例展示了它们在处理复杂数据结构问题时的应用。
【10月更文挑战第19天】本文详细介绍了Java中的HashMap和TreeMap,通过具体示例展示了它们在处理复杂数据结构问题时的应用。HashMap以其高效的插入、查找和删除操作著称,而TreeMap则擅长于保持元素的自然排序或自定义排序,两者各具优势,适用于不同的开发场景。
44 1
|
1月前
|
存储 Java
告别混乱!用Java Map优雅管理你的数据结构
【10月更文挑战第17天】在软件开发中,随着项目复杂度增加,数据结构的组织和管理至关重要。Java中的Map接口提供了一种优雅的解决方案,帮助我们高效、清晰地管理数据。本文通过在线购物平台的案例,展示了Map在商品管理、用户管理和订单管理中的具体应用,有效提升了代码质量和维护性。
82 2
|
1月前
|
存储 Java 开发者
Java Map实战:用HashMap和TreeMap轻松解决复杂数据结构问题!
【10月更文挑战第17天】本文深入探讨了Java中HashMap和TreeMap两种Map类型的特性和应用场景。HashMap基于哈希表实现,支持高效的数据操作且允许键值为null;TreeMap基于红黑树实现,支持自然排序或自定义排序,确保元素有序。文章通过具体示例展示了两者的实战应用,帮助开发者根据实际需求选择合适的数据结构,提高开发效率。
61 2
|
1月前
|
存储 编译器 C语言
数据结构-顺序表详解(看这篇就足够了,哈哈哈)
数据结构-顺序表详解(看这篇就足够了,哈哈哈)
52 2
|
16天前
|
缓存 算法 Java
本文聚焦于Java内存管理与调优,介绍Java内存模型、内存泄漏检测与预防、高效字符串拼接、数据结构优化及垃圾回收机制
在现代软件开发中,性能优化至关重要。本文聚焦于Java内存管理与调优,介绍Java内存模型、内存泄漏检测与预防、高效字符串拼接、数据结构优化及垃圾回收机制。通过调整垃圾回收器参数、优化堆大小与布局、使用对象池和缓存技术,开发者可显著提升应用性能和稳定性。
36 6
|
22天前
|
存储 Java 索引
Java中的数据结构:ArrayList和LinkedList的比较
【10月更文挑战第28天】在Java编程世界中,数据结构是构建复杂程序的基石。本文将深入探讨两种常用的数据结构:ArrayList和LinkedList,通过直观的比喻和实例分析,揭示它们各自的优势与局限,帮助你在面对不同的编程挑战时做出明智的选择。
|
25天前
|
存储 算法 安全
2024重生之回溯数据结构与算法系列学习之顺序表【无论是王道考研人还真爱粉都能包会的;不然别给我家鸽鸽丢脸好嘛?】
顺序表的定义和基本操作之插入;删除;按值查找;按位查找等具体详解步骤以及举例说明
|
25天前
|
存储 C语言
【数据结构】顺序表(c语言实现)(附源码)
本文介绍了线性表和顺序表的基本概念及其实现。线性表是一种有限序列,常见的线性表有顺序表、链表、栈、队列等。顺序表是一种基于连续内存地址存储数据的数据结构,其底层逻辑是数组。文章详细讲解了静态顺序表和动态顺序表的区别,并重点介绍了动态顺序表的实现,包括初始化、销毁、打印、增删查改等操作。最后,文章总结了顺序表的时间复杂度和局限性,并预告了后续关于链表的内容。
56 3
|
25天前
|
算法 安全 NoSQL
2024重生之回溯数据结构与算法系列学习之顺序表习题精讲【无论是王道考研人还真爱粉都能包会的;不然别给我家鸽鸽丢脸好嘛?】
顺序表的定义和基本操作之插入;删除;按值查找;按位查找习题精讲等具体详解步骤以及举例说明
下一篇
无影云桌面