一,数组基础及注意事项
1,用来储存一组相同的类型的数据.
2,在内存中,分配连续的空姐,数组创建时要指定容量(大小).
3,创建格式: 数据类型 []数组名 int[] arr = new int[10] int[] arr2 = {1,2,3,4}.
4,索引--访问数组时通过索引进行操作.
(注意:一定要理解索引的含义,在数据结构的学习中基本每次都用,索引简单的可以理解为,待插入元素,即,还没有赋值的第一个元素.)
5.索引从0开始,最大为数组名.length-1;
6,常见的错误: NullPointException ArrayIndexOutOfBoundsException 即我们常说的空指针h=和越界.
7,常见的数组:字符串,对象数组,哈希表
二,演示数组的使用,及数组的方法使用
使用数组时，最重要的就是数组的 索引 ，通过索引可以对数组进行改和查操作。
接下来用图 来演示
1,向数组中添加元素
2,向指定位置添加元素
3,向数组头添加元素
4,获取指定位置的元素和修改指定位置的元素
5,包含、搜索和删除元素
首先:对int类型的数组进行操作
接下来让我们手撕代码.:
import java.util.Arrays;
import java.util.Random;
// 封装属于自己的数组
public class MyArray {
private int[] data; // 底层数据结构
private int size;// 用来保存实际存放元素的个数
public MyArray() {
this(100);
}
public MyArray(int capacity) {
this.data = new int[capacity];
this.size = 0;
}
// 判断数组是否为空
public boolean isEmpty() {
return this.size == 0;
}
// 获取数组实际存放元素的个数
public int getSize() {
return this.size;
}
// 对数组进行操作
/*
* 1、增加的方法
发现：this.size指向待插入元素的位置，因此，可以在this.size位置增加元素
在头部增加： 1》 将数组中的元素后移，2》 将val添加到索引为0的位置
* 在任意位置添加
*/
/**
* 在尾部添加
*
* @param val val
*/
public void addTail(int val) {
add(this.size, val);
}
/**
* 在头部添加
*
* @param val val
*/
public void addHead(int val) {
add(0, val);
}
/**
* 在任意位置添加
*
* @param position 插入的位置
* @param val 插入的值
*/
public void add(int position, int val) {
if (position < 0 || position > this.size) {
throw new IllegalArgumentException("position is invalid");
}
for (int i = this.size - 1; i >= position; i--) {
this.data[i + 1] = this.data[i];
}
this.data[position] = val;
this.size += 1;
}
@Override
public String toString() {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < this.size; i++) {
sb.append(this.data[i] + ",");
}
String result = sb.toString();
return result.substring(0, result.length() - 1);
}
//获取指定位置的元素
public int getElementByIndex(int index) {
if (index < 0 || index >= this.size) {
throw new IllegalArgumentException("index is invalid");
}
return this.data[index];
}
// 修改指定位置的元素
public void setElementByIndex(int index, int val) {
if (index < 0 || index >= this.size) {
throw new IllegalArgumentException("index is invalid");
}
this.data[index] = val;
}
// cotains 用来判断数组中是否包含指定的元素
public boolean contains(int searchVal) {
for (int i = 0; i < this.size; i++) {
if (this.data[i] == searchVal) {
return true;
}
}
return false;
}
// 查找指定元素在数组中的索引
public int findIndex(int searchVal) {
for (int i = 0; i < this.size; i++) {
if (this.data[i] == searchVal) {
return i;
}
}
return -1;
}
// 删除数组中最后一个元素
public int removeFromTail() {
if (isEmpty()) {
throw new IllegalArgumentException("this array is null!");
}
return this.data[--this.size];
}
// 删除数组中的第一个元素
public int removeFromHead() {
if (isEmpty()) {
throw new IllegalArgumentException("this array is null!");
}
// 1、先保存数组中的第一个元素
int result = this.data[0];
// 2、将数组从索引为1的位置进行前移
for (int i = 1; i < this.size; i++) {
this.data[i - 1] = this.data[i];
}
this.size--;
return result;
}
// 删除指定位置的元素
public int removeByIndex(int index) {
if (index < 0 || index >= this.size) {
throw new IllegalArgumentException("index is invalid!");
}
int result = this.data[index];
// 从索引为index位置的元素进行前移
for (int i = index; i < this.size - 1; i++) {
this.data[i] = this.data[i + 1];
}
this.size--;
return result;
}
// 删除指定的元素
public void remove(int val) {
for (int i = 0; i < this.size; ) {
if (this.data[i] == val) {
// 删除元素---将后面的元素前移，然后更新size
for (int j = i; j < this.size - 1; j++) {
this.data[j] = this.data[j + 1];
}
this.size -= 1;
} else {
i++;
}
}
}}
我们要进行任意数据类型的数组,这时就要使用泛型来进行操作.
接下来让我们手撕代码.在上述我们自己写的int类型数组进行修改,添加泛型.
import java.util.Random;
// 封装属于自己的数组,使用泛型
public class MyArray2<T> {
private T[] data; // 底层数据结构
private int size;// 用来保存实际存放元素的个数
private int capacity; // 表示容积
public MyArray2() {
this(100);
}
public MyArray2(int capacity) {
this.capacity = capacity;
this.data = (T[]) new Object[this.capacity];
this.size = 0;
}
// 获取容积的方法
public int getCapacity() {
return this.capacity;
}
// 判断数组是否为空
public boolean isEmpty() {
return this.size == 0;
}
// 获取数组实际存放元素的个数
public int getSize() {
return this.size;
}
// 对数组进行操作
/*
* 1、增加的方法
发现：this.size指向待插入元素的位置，因此，可以在this.size位置增加元素
在头部增加： 1》 将数组中的元素后移，2》 将val添加到索引为0的位置
* 在任意位置添加
*/
/**
* 在尾部添加
*
* @param val val
*/
public void addTail(T val) {
add(this.size, val);
}
/**
* 在头部添加
*
* @param val val
*/
public void addHead(T val) {
add(0, val);
}
/**
* 在任意位置添加
*
* @param position 插入的位置
* @param val 插入的值
*/
public void add(int position, T val) {
if (position < 0 || position > this.size) {
throw new IllegalArgumentException("position is invalid");
}
// 在增加之前，判断数组是否已满，如果已满，要进行扩容
if (this.size == this.capacity) {
// 扩容操作
resize(this.capacity*2);
}
for (int i = this.size - 1; i >= position; i--) {
this.data[i + 1] = this.data[i];
}
this.data[position] = val;
this.size += 1;
}
// 改变容积的方法
private void resize(int newCapacity) {
System.out.println("--------resize--------");
// 2、 创建一个新数组
T[] newArr = (T[]) new Object[newCapacity];
// 3、将原来数组的内容转移到新数组
for (int i = 0; i < this.size; i++) {
newArr[i] = this.data[i];
}
// 4、将newArr赋值给 this.data
this.data = newArr;
// 5、将newCapacity 赋值给this.capacity
this.capacity = newCapacity;
}
@Override
public String toString() {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < this.size; i++) {
sb.append(this.data[i] + ",");
}
String result = sb.toString();
return result.substring(0, result.length() - 1);
}
//获取指定位置的元素
public T getElementByIndex(int index) {
if (index < 0 || index >= this.size) {
throw new IllegalArgumentException("index is invalid");
}
return this.data[index];
}
// 修改指定位置的元素
public void setElementByIndex(int index, T val) {
if (index < 0 || index >= this.size) {
throw new IllegalArgumentException("index is invalid");
}
this.data[index] = val;
}
// cotains 用来判断数组中是否包含指定的元素
public boolean contains(T searchVal) {
for (int i = 0; i < this.size; i++) {
if (this.data[i].equals(searchVal)) {
return true;
}
}
return false;
}
// 查找指定元素在数组中的索引
public int findIndex(T searchVal) {
for (int i = 0; i < this.size; i++) {
if (this.data[i].equals(searchVal)) {
return i;
}
}
return -1;
}
// 删除数组中最后一个元素
public T removeFromTail() {
return removeByIndex(this.size-1);
}
// 删除数组中的第一个元素
public T removeFromHead() {
return removeByIndex(0);
}
// 删除指定位置的元素
public T removeByIndex(int index) {
if (index < 0 || index >= this.size) {
throw new IllegalArgumentException("index is invalid!");
}
T result = this.data[index];
// 从索引为index位置的元素进行前移
for (int i = index; i < this.size - 1; i++) {
this.data[i] = this.data[i + 1];
}
this.size--;
if(this.size <= this.capacity/2 && this.capacity/2>1){
resize(this.capacity/2);
}
return result;
}
// 删除指定的元素
public void remove(int val) {
for (int i = 0; i < this.size; ) {
if (this.data[i].equals(val)) {
// 删除元素---将后面的元素前移，然后更新size
for (int j = i; j < this.size - 1; j++) {
this.data[j] = this.data[j + 1];
}
this.size -= 1;
} else {
i++;
}
}
// 删除之后，进行判断是否要进行缩容,如果需要缩容，缩到原容积的1/2
if(this.size <= this.capacity/2 && this.capacity/2>1){
resize(this.capacity/2);
}
}
}代码较长希望有心人可以看完.
三,数组的复杂度分析.
我们对数组的逻辑有了简单的了解,就对数组的复杂度进行分析,后面可以通过比较复杂度,来选择合适的数据结构来储存数据.
1,分析动态数组的时间复杂度
(1),添加操作
1,addLast(e) O(n)
2,addFirst(e) O(1) 渐进时间复杂度
3,add(index,e) O(n^2) 描述n趋近于无穷的情况
(2),添加操作
(3),删除操作
(4),修改操作
(5),查找操作
(6) 综合
