数据结构 —— Java自定义代码实现顺序表,包含测试用例以及ArrayList的使用以及相关算法题

简介: 文章详细介绍了如何用Java自定义实现一个顺序表类,包括插入、删除、获取数据元素、求数据个数等功能,并对顺序表进行了测试,最后还提及了Java中自带的顺序表实现类ArrayList。

顺序表简介

    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

自定义顺序表

    以下是顺序表的类以及相关方法,接下来我将带着你**手把手**地将里面的方法**补充完**并**讲解代码逻辑**,只想看完整源码的下拉到最下面或点击目录中的完整源码,即可直接到对应位置

    首先,此处顺序表我们选择底层是由数组来实现,并定义一个变量存放数组有效元素个数,一个常量用来初始化数组的内存空间
public class SeqList {
    private int[] array;
    private int size;
    // 默认构造方法
    SeqList(){ }
    // 判断是否满了,如果满了,自动扩容
    public void fullResize(){   }
    // 新增元素,默认在数组最后新增
    public void add(int data) { }
    // 在 pos 位置新增元素
    public void add(int pos, int data) { }
    // 判定是否包含某个元素
    public boolean contains(int toFind) { return true; }
    // 查找某个元素对应的位置
    public int indexOf(int toFind) { return -1; }
    // 获取 pos 位置的元素
    public int get(int pos) { return -1; }
    // 给 pos 位置的元素设为 value
    public void set(int pos, int value) { }
    //删除第一次出现的关键字key
    public void remove(int toRemove) { }
    // 获取顺序表长度
    public int size() { return 0; }
    // 清空顺序表
    public void clear() { }
    // 打印顺序表,注意:该方法并不是顺序表中的方法,为了方便看测试结果给出的
    public void display() { }
}

SeqList —— 构造方法

定义构造方法,初始化数组长度/空间,长度为上面定义的常量

    // 构造方法,初始化5个空间
    public SeqList(){
        this.elem = new int[DEFAULT_CAPACITY];
    }

display —— 打印顺序表

遍历顺序表,打印每个有效元素

    // 打印顺序表
    public void display(){
        for(int i = 0; i < this.count; i++){
            System.out.print(this.elem[i]+" ");
        }
        System.out.println();
    }

fullResize —— 判断是否满了,满了则扩容

判断是否满了,如果满了,自动扩容

    // 判断是否满了,如果满了,自动扩容
    public void fullResize(){
        if(this.elem.length == count){
            elem = Arrays.copyOf(elem, 2*elem.length);
        }
    }

add —— 新增元素,默认在数据最后

    新增元素,**默认在数据最后**,add执行开始,先调用fullResize判断顺序表是否满了,满了则先扩容,再添加元素,因为满了的情况下,没有位置可添加元素
    // 新增元素,默认在数据最后
    public void add(int data){
        fullResize();
        elem[count] = data;
        count++;
    }

add —— 在任意位置新增元素

    **在pos位置新增元素**,先判断pos是否合法,比如插入下标位置为-1或超出数组有效元素个数范围,那肯定不合法,不合法即抛出异常,这里的异常是**我们自己定义的**,目录中点击 **自定义异常类** 即可跳转,也可手动往下翻看

如果合法则挪动数据并插入

为什么有两个add?

这里属于方法的重载,会根据传递的参数自动选择对应的add方法

    // 在 pos 位置新增元素
    public void add(int pos, int data){
        fullResize();
        if(pos < 0 || pos > this.count){
            throw new PosOutBoundsException("add 数据时,位置不合法!");
        }
        // 挪动数据
        for(int i = this.count; i > pos; i--){
            this.elem[i] = this.elem[i-1];
        }
        // 存数据
        this.elem[pos] = data;
        this.count++;
    }

contains —— 判断是否包含某个元素

遍历顺序表,依次比较

    // 判断是否包含某个元素
    public boolean contains(int toFind){
        for(int i = 0; i < this.count; i++){
            if(this.elem[i] == toFind){
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

indexOf —— 查找某个元素对应的位置下标

    // 查找某个元素对应的位置下标
    public int indexOf(int toFind){
        for (int i = 0; i < this.count; i++) {
            if(toFind == this.elem[i]){
                return i;
            }
        }
        return -1;  // 表示没有该元素
    }

checkPos —— 判断参数是否合法

此处的是否合法范围的右边界是按有效元素个数来计算的

    // 判断参数是否合法(按有效元素算)
    public boolean checkPos(int pos){
        if(pos < 0 || pos >= this.count){
            return false;
        }
        return true;
    }

get —— 获取 pos 位置的元素

如果pos不合法,则抛出异常

    // 获取pos位置的元素
    public int get(int pos){
        if(!checkPos(pos)){
            throw new PosOutBoundsException("get 数据时,位置不合法!");
        }
        return this.elem[pos];
    }

set —— 修改/更新元素

给pos位置的元素设置为value [修改/更新]

    // 给pos位置的元素设置为value [修改、更新]
    public void set(int pos, int value){
        if(!checkPos(pos)){
            throw new PosOutBoundsException("set 数据时,位置不合法! ");
        }
        this.elem[pos] = value;
    }

size —— 获取顺序表的长度

    // 获取顺序表的长度
    public int size(){
        return this.count;
    }

remove —— 删除第一次出现的关键字key

    // 删除第一次出现的关键字key
    public void remove(int toRemove){
        // 如果列表为空,直接返回
        if(this.count == 0){
            return;
        }
        int index = indexOf(toRemove);
        if(index == -1){
            return;  //没有要删除的关键字
        }
        for(int i = index; i < this.count-1; i++){
            this.elem[i] = this.elem[i+1];
        }
        this.count--;
    }

clear —— 清空顺序表

    // 清空顺序表
    public void clear(){
        this.count = 0;
    }

自定义顺序表全部代码

下面的代码在上面都有,只是下面将其完整的展示了出来,供您更有效地复制和阅读代码

友情提示:下面中的 PosOutBoundsException 是我们自定义的异常,目录中点击 自定义异常类 即可跳转,也可手动往下翻看

import java.util.Arrays;

// 顺序表
public class SeqList {
    private int[] elem;
    private int count;   // 计算当前存储有效元素个数

    private static final int DEFAULT_CAPACITY = 5;  // 初始化内存空间

    // 构造方法,初始化5个空间
    public SeqList(){
        this.elem = new int[DEFAULT_CAPACITY];
    }

    // 打印顺序表
    public void display(){
        for(int i = 0; i < this.count; i++){
            System.out.print(this.elem[i]+" ");
        }
        System.out.println();
    }

    // 判断是否满了,如果满了,自动扩容
    public void fullResize(){
        if(this.elem.length == count){
            elem = Arrays.copyOf(elem, 2*elem.length);
        }
    }
    // 新增元素,默认在数据最后
    public void add(int data){
        fullResize();
        elem[count] = data;
        count++;
    }


    // 判断是否包含某个元素
    public boolean contains(int toFind){
        for(int i = 0; i < this.count; i++){
            if(this.elem[i] == toFind){
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

    // 查找某个元素对应的位置下标
    public int indexOf(int toFind){
        for (int i = 0; i < this.count; i++) {
            if(toFind == this.elem[i]){
                return i;
            }
        }
        return -1;  // 表示没有该元素
    }

    // 判断参数是否合法(按有效元素算)
    public boolean checkPos(int pos){
        if(pos < 0 || pos >= this.count){
            return false;
        }
        return true;
    }

    // 获取pos位置的元素
    public int get(int pos){
        if(!checkPos(pos)){
            throw new PosOutBoundsException("get 数据时,位置不合法!");
        }
        return this.elem[pos];
    }

    // 获取顺序表的长度
    public int size(){
        return this.count;
    }

    // 给pos位置的元素设置为value [修改、更新]
    public void set(int pos, int value){
        if(!checkPos(pos)){
            throw new PosOutBoundsException("set 数据时,位置不合法! ");
        }
        this.elem[pos] = value;
    }

    // 在 pos 位置新增元素
    public void add(int pos, int data){
        fullResize();
        if(pos < 0 || pos > this.count){
            throw new PosOutBoundsException("add 数据时,位置不合法!");
        }
        // 挪动数据
        for(int i = this.count; i > pos; i--){
            this.elem[i] = this.elem[i-1];
        }
        // 存数据
        this.elem[pos] = data;
        this.count++;
    }

    // 删除第一次出现的关键字key
    public void remove(int toRemove){
        // 如果列表为空,直接返回
        if(this.count == 0){
            return;
        }
        int index = indexOf(toRemove);
        if(index == -1){
            return;  //没有要删除的关键字
        }
        for(int i = index; i < this.count-1; i++){
            this.elem[i] = this.elem[i+1];
        }
        this.count--;
    }


    // 清空顺序表
    public void clear(){
        this.count = 0;
    }
}

自定义异常类

单独定义一个.Java文件存写该代码

    用来在下标不合法等情况下抛出异常,第二个构造方法的意思是抛出异常时会打印出message中的信息
// 自定义异常类
public class PosOutBoundsException extends RuntimeException{
    public PosOutBoundsException(){

    }

    public PosOutBoundsException(String message){
        super(message);
    }
}

自定义顺序表的测试用例

    此段代码用来验证我们写的自定义顺序表是否正确以及功能完整程度,从测试可以看出我们写的代码非常Good
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
//        SeqList seqList = new SeqList();
//        for(int i = 0; i < 10; i++){
//            seqList.add(i,i*10);
//        }
//        seqList.display();

        SeqList list = new SeqList();

        // 添加元素并打印列表
        list.add(1);
        list.add(2);
        list.add(3);
        list.display(); // 应该打印 "1 2 3 "

        // 判断是否包含某个元素
        System.out.println(list.contains(2)); // 应该打印 true
        System.out.println(list.contains(4)); // 应该打印 false

        // 查找元素的位置下标
        System.out.println(list.indexOf(3)); // 应该打印 2
        System.out.println(list.indexOf(4)); // 应该打印 -1

        // 获取元素
        System.out.println(list.get(0)); // 应该打印 1
        System.out.println(list.get(2)); // 应该打印 3

        // 获取列表长度
        System.out.println(list.size()); // 应该打印 3

        // 设置元素
        list.set(1, 5);
        list.display(); // 应该打印 "1 5 3 "

        // 在指定位置插入元素
        list.add(1, 4);
        list.display(); // 应该打印 "1 4 5 3 "

        // 删除第一次出现的元素
        list.remove(4);
        list.display(); // 应该打印 "1 5 3 "

        // 清空列表
        list.clear();
        list.display(); // 应该打印空行
        System.out.println(list.size()); // 应该打印 0
    }
}

控制台输出结果如下:(完全正确)

Java中自带的顺序表 —— ArrayList

📜ArrayList简介及使用全方位手把手教学(带源码),用ArrayList实现洗牌算法,3个人轮流拿牌(带全部源码)

🧸至此,感谢您阅读这篇博客,祝您生活愉快! o (ˉ▽ˉ;)

目录
相关文章
|
25天前
|
机器学习/深度学习 算法 数据挖掘
K-means聚类算法是机器学习中常用的一种聚类方法,通过将数据集划分为K个簇来简化数据结构
K-means聚类算法是机器学习中常用的一种聚类方法,通过将数据集划分为K个簇来简化数据结构。本文介绍了K-means算法的基本原理,包括初始化、数据点分配与簇中心更新等步骤,以及如何在Python中实现该算法,最后讨论了其优缺点及应用场景。
76 4
|
2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。
92 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。
|
22天前
|
数据采集 存储 算法
Python 中的数据结构和算法优化策略
Python中的数据结构和算法如何进行优化?
|
1月前
|
算法
数据结构之路由表查找算法(深度优先搜索和宽度优先搜索)
在网络通信中,路由表用于指导数据包的传输路径。本文介绍了两种常用的路由表查找算法——深度优先算法(DFS)和宽度优先算法(BFS)。DFS使用栈实现,适合路径问题;BFS使用队列,保证找到最短路径。两者均能有效查找路由信息,但适用场景不同,需根据具体需求选择。文中还提供了这两种算法的核心代码及测试结果,验证了算法的有效性。
96 23
|
21天前
|
并行计算 算法 测试技术
C语言因高效灵活被广泛应用于软件开发。本文探讨了优化C语言程序性能的策略,涵盖算法优化、代码结构优化、内存管理优化、编译器优化、数据结构优化、并行计算优化及性能测试与分析七个方面
C语言因高效灵活被广泛应用于软件开发。本文探讨了优化C语言程序性能的策略,涵盖算法优化、代码结构优化、内存管理优化、编译器优化、数据结构优化、并行计算优化及性能测试与分析七个方面,旨在通过综合策略提升程序性能,满足实际需求。
49 1
|
1月前
|
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。
|
1月前
|
Java 测试技术 Maven
Java一分钟之-PowerMock:静态方法与私有方法测试
通过本文的详细介绍,您可以使用PowerMock轻松地测试Java代码中的静态方法和私有方法。PowerMock通过扩展Mockito,提供了强大的功能,帮助开发者在复杂的测试场景中保持高效和准确的单元测试。希望本文对您的Java单元测试有所帮助。
161 2
|
2月前
|
Java 程序员 测试技术
Java|让 JUnit4 测试类自动注入 logger 和被测 Service
本文介绍如何通过自定义 IDEA 的 JUnit4 Test Class 模板,实现生成测试类时自动注入 logger 和被测 Service。
32 5
|
1月前
|
算法 vr&ar 计算机视觉
数据结构之洪水填充算法(DFS)
洪水填充算法是一种基于深度优先搜索(DFS)的图像处理技术,主要用于区域填充和图像分割。通过递归或栈的方式探索图像中的连通区域并进行颜色替换。本文介绍了算法的基本原理、数据结构设计(如链表和栈)、核心代码实现及应用实例,展示了算法在图像编辑等领域的高效性和灵活性。同时,文中也讨论了算法的优缺点,如实现简单但可能存在堆栈溢出的风险等。
41 0
|
2月前
|
存储 算法 Java
Set接口及其主要实现类(如HashSet、TreeSet)如何通过特定数据结构和算法确保元素唯一性
Java Set因其“无重复”特性在集合框架中独树一帜。本文解析了Set接口及其主要实现类(如HashSet、TreeSet)如何通过特定数据结构和算法确保元素唯一性,并提供了最佳实践建议,包括选择合适的Set实现类和正确实现自定义对象的hashCode()与equals()方法。
45 4
下一篇
DataWorks