【数据结构】顺序表

前言：

小编在开始之前就已经发了顺序表的相关用例，想看的小伙伴可以去看看哦http://t.csdnimg.cn/saIbn

1.概念

什么是顺序表：

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。

那么小编在之前就已经通过模拟顺序表实现了图书管理系统，这里也会再次模拟一下。

2.接口实现：

1.首先先初始化数组，以及它的有效数据（这里的有效数据非常重要）

public class MyArraylist {
    public int[] elem;
    public int usedSize;//0
    //默认容量
    private static final int DEFAULT_SIZE = 10;

    public MyArraylist() {
        this.elem = new int[DEFAULT_SIZE];
    }

2.实现顺序表的打印，通过有效数据的个数，实现次数循环，通过对应下标实现数组元素的打印

public void display() {
        for (int i = 0; i < usedSize; i++) {
            System.out.println(this.elem[i]);
        }
    }

3.添加元素，默认在最末尾加元素，在添加元素之前，需要进行数组是否为满的状态判断，如果满，则扩大两倍的长度，最后将元素放到末尾去。

// 新增元素,默认在数组最后新增
    public void add(int data) {
        if (isFull() == true) {
            this.elem = Arrays.copyOf(this.elem, 2 * this.elem.length);
        }
        this.elem[usedSize] = data;
        usedSize++;
    }

4.这里就是判断是否为满的状态，通过有效数据个数，与数组的长度进行对比，如果相等就是表示已经满了，返回一个true，反之则返回false。

public boolean isFull() {
        if(this.usedSize == this.elem.length) {
            return true;
        }
        return false;
       
    }

5.这里添加私有方法，传入pos判断插入该位置是否合法，若果输入的位置小于0，或者大于有效数字，则返回false。（为啥大于有效数字有误，因为顺序表是连续的，不能出现断点）

如下图：（这是不合法的）

private boolean checkPosInAdd(int pos) {
        if(pos < 0 || pos > this.usedSize) {
            System.out.println("pos位置不合法");
            return false;
        }
        return true;//合法
    }

6.插入数据，先要进行pos位置合法判断，以及是否为满的状态判断，在插入元素时，要将插入位置的后面所有元素向后移动一位，最后将元素插入对应位置。

 public void add(int pos, int data) {
        //判断下标是否是合法的
        if(!checkPosInAdd(pos)) {
            throw new MyArrayListIndexOutOfException("添加方法的pos不合理！");
        }
        //判断是否是满的
        if (isFull()) {
            this.elem = Arrays.copyOf(this.elem,2*this.elem.length);
        }
        //挪数据
        for (int i = this.usedSize-1; i >= pos ; i--) {
            this.elem[i+1] = this.elem[i];
        }
        //挪完了数据
        this.elem[pos] = data;
        this.usedSize++;
    }

7.实现元素的查找，通过遍历数组，每次进行对应元素与要查找的元素进行判断，找到了就放回true，反之就返回false。

public boolean contains(int toFind) {
        for (int i = 0; i < this.usedSize; i++) {
            if(this.elem[i] == toFind) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

8.与上述代码一致，找到了对应的元素，就返回找到元素的下标，没找到就返回-1.

 public int indexOf(int toFind) {
        for (int i = 0; i < this.usedSize; i++) {
            if(this.elem[i] == toFind) {
                return i;
            }
        }
        return -1;
    }

9.判断pos位置的合法性，与上述判断不一样的是在usedsize位置时没有元素的。

  private boolean checkPosInGet(int pos) {
        if(pos < 0 || pos >= this.usedSize) {
            System.out.println("pos位置不合法");
            return false;
        }
        return true;//合法
    }

10.判断数组是否为空

 private boolean isEmpty() {
        return this.usedSize == 0;
    }

11.在那元素时，通过第9种的pos位置合法判断，返回对应的位置元素。

 public int get(int pos) {
        if(!checkPosInGet(pos)) {
            throw new MyArrayListIndexOutOfException("获取pos下标时，位置不合法");
        }
        //不用写判断空不空 没有问题的
        if(isEmpty()) {
            throw new MyArrayListEmptyException("获取元素的时候，顺序表为空！");
        }
        return this.elem[pos];
    }

12.更新元素，通过判断位置是否合法后，然后直接将元素放在对应位置，直接将初始的元素进行覆盖。

// 给 pos 位置的元素设为【更新为】 value
    public void set(int pos, int value) {
        if(!checkPosInGet(pos)){
            throw new MyArrayListIndexOutOfException("更新pos下标的元素，位置不合法");
        }
        //如果合法 ，那么其实不用判断顺序表为空的状态了
        if(isEmpty()) {
            throw new MyArrayListEmptyException("顺序表为空！");
        }
        //顺序表为满的情况也可以更新
        this.elem[pos] = value;
    }

13.将第一个遍历到的key实现删除，首先进行查找，如果找到了就返回元素下标，存在index变量里，最后从index位置开始，将后面的所有元素往前移，最后有效数据减去一。

  public void remove(int key) {
        if(isEmpty()) {
            throw new MyArrayListEmptyException("顺序表为空，不能删除！");
        }
        int index = indexOf(key);
        if(index == -1) {
            System.out.println("不存在你要删除的数据");
            return;
        }

        for (int i = index; i < this.usedSize-1; i++) {
            this.elem[i] = this.elem[i+1];
        }
        //删除完成
        this.usedSize--;
        // this.elem[usedSize] = null; 如果是引用类型 这里需要置为空
    }

14.最后实现长度，以及清空顺序表的操作。

  public int size() {
        return this.usedSize;
    }

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

3.ArrayList简介

1. ArrayList 是以泛型方式实现的，使用时必须要先实例化
2. ArrayList 实现了 Cloneable 接口，表明 ArrayList 是可以 clone 的
3. ArrayList 实现了 Serializable 接口，表明 ArrayList 是支持序列化的
4. 和 Vector 不同， ArrayList 不是线程安全的，在单线程下可以使用，在多线程中可以选择 Vector 或者 CopyOnWriteArrayList
5. ArrayList 底层是一段连续的空间，并且可以动态扩容，是一个动态类型的顺序表

4.ArrayList的简单构造

代码以及解释如下：

public static void main(String[] args) {
// ArrayList创建，推荐写法
// 构造一个空的列表
List<Integer> list1 = new ArrayList<>();
// 构造一个具有10个容量的列表
List<Integer> list2 = new ArrayList<>(10);
list2.add(1);
list2.add(2);
list2.add(3);
// list2.add("hello"); // 编译失败，List<Integer>已经限定了，list2中只能存储整形元素
// list3构造好之后，与list中的元素一致
ArrayList<Integer> list3 = new ArrayList<>(list2);
// 避免省略类型，否则：任意类型的元素都可以存放，使用时将是一场灾难
List list4 = new ArrayList();
list4.add("111");
list4.add(100);
}

5.ArrayList的简单使用

以及

boolean contains (Object o)
判断 o 是否在线性表中
int indexOf (Object o)
返回第一个 o 所在下标
int lastIndexOf (Object o)
返回最后一个 o 的下标
List<E> subList (int fromIndex, int toIndex)
截取部分 list

代码如下：

public static void main(String[] args) {
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("JavaSE");
list.add("JavaWeb");
list.add("JavaEE");
list.add("JVM");
list.add("测试课程");
System.out.println(list);

// 获取list中有效元素个数
System.out.println(list.size());

// 获取和设置index位置上的元素，注意index必须介于[0, size)间
System.out.println(list.get(1));
list.set(1, "JavaWEB");
System.out.println(list.get(1));

// 在list的index位置插入指定元素，index及后续的元素统一往后搬移一个位置
list.add(1, "Java数据结构");
System.out.println(list);

// 删除指定元素，找到了就删除，该元素之后的元素统一往前搬移一个位置
list.remove("JVM");
System.out.println(list);

// 删除list中index位置上的元素，注意index不要超过list中有效元素个数,否则会抛出下标越界异常
list.remove(list.size()-1);
System.out.println(list);

// 检测list中是否包含指定元素，包含返回true，否则返回false
if(list.contains("测试课程")){
list.add("测试课程");
}

// 查找指定元素第一次出现的位置：indexOf从前往后找，lastIndexOf从后往前找
list.add("JavaSE");
System.out.println(list.indexOf("JavaSE"));
System.out.println(list.lastIndexOf("JavaSE"));

// 使用list中[0, 4)之间的元素构成一个新的SubList返回,但是和ArrayList共用一个elementData数组
List<String> ret = list.subList(0, 4);
System.out.println(ret);
list.clear();
System.out.println(list.size());
}

6.ArrayList的遍历

1.直接输出

List<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);
list.add(4);
list.add(5);

System.out.println(list);

2.for循环输出

List<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);
list.add(4);
list.add(5);
// 使用下标+for遍历
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
System.out.print(list.get(i) + " ");
}

3.增强循环输出

List<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);
list.add(4);
list.add(5);

for (Integer integer : list) {
System.out.print(integer + " ");
}

4.借助迭代器输出

List<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);
list.add(4);
list.add(5);

Iterator<Integer> it = list.listIterator();
while(it.hasNext()){
System.out.print(it.next() + " ");
}

7.ArrayList的问题

1. ArrayList 底层使用连续的空间，任意位置插入或删除元素时，需要将该位置后序元素整体往前或者往后搬 移，故时间复杂度为O(N)
2. 增容需要申请新空间，拷贝数据，释放旧空间。会有不小的消耗。
3. 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 续插入了5 个数据，后面没有数据插入了，那么就浪费了 95 个数据空间。

那么就要考虑到链表了

8.总结

限于小编能力大小，欢迎各位uu提出宝贵意见。

制作不易，给小编点个赞吧。