顺序表+ArrayList

文章目录

一、基础知识
- [1.1 数据结构类的继承图](#1.1 数据结构类的继承图)
- [1.2 List 介绍](#1.2 List 介绍)
- [1.3 线性表](#1.3 线性表)
[二、数据结构 -- 顺序表](#二、数据结构 -- 顺序表)
- [2.1 什么是顺序表以及优缺点](#2.1 什么是顺序表以及优缺点)
- [2.2 用数组实现顺序表](#2.2 用数组实现顺序表)
- - 细节解析
  - 代码
三、ArrayList
- [3.1 Java中如何使用ArrayList](#3.1 Java中如何使用ArrayList)
- [3.2 ArrayList源码](#3.2 ArrayList源码)
- - 无参构造方法
  - add方法
  - 扩容方法
  - 指定初始容量构造
  - [利用其他 Collection 构建 ArrayList](#利用其他 Collection 构建 ArrayList)
- [3.3 ArrayList方法介绍](#3.3 ArrayList方法介绍)
- [3.4 ArrayList的遍历](#3.4 ArrayList的遍历)

一、基础知识

1.1 数据结构类的继承图

1.2 List 介绍

1.3 线性表

概念：n个具有相同特性的数据元素的有限序列
- 常见的线性表：顺序表、链表、栈、队列...
  - 二叉树是棵树，不是线性表
- 线性表的结构：
  - 逻辑结构：在逻辑上是线性结构，在物理结构（内存）上并不一定是连续的
    - 对于顺序表来说，逻辑上和物理上都是连续的，其底层是数组
    - 对于链表来说，逻辑上是连续的，物理上则是不连续的
  - 存储形式：线性表在物理上存储时，通常以数组和链式结构的形式存储

二、数据结构 -- 顺序表

2.1 什么是顺序表以及优缺点

概念：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，是个数据结构
实现方式：一般采用数组存储，链表也能实现
优缺点 ：
- 优点：查找和更新元素效率很高，为O(1)
- 缺点：
  - 每次【插入/删除】数据，都需要移动元素，极端情况下，如果插入到0下标，那么元素复杂度为O(n)
  - 当数组满了之后，会进行1.5倍扩容，但如果只是新增一个元素，这意味着会浪费大量空间
- 缺点的解决方法：使用链表
使用场景：适用于经常进行查找元素或者更新元素的场景下

2.2 用数组实现顺序表

细节解析

代码

java 复制代码

public class SeqList {
    private int[] elem;
    private int usedSize;
    private static final int DEFAULT_CAPACITY = 5;

    public SeqList() {
        this.elem = new int[DEFAULT_CAPACITY];
    }

    // 打印顺序表，注意：该方法并不是顺序表中的方法，而是为了方便看测试结果给出的
    public void display() {
        for (int i = 0; i < this.usedSize; i++) {
            System.out.print(this.elem[i] +" ");
        }
        System.out.println();
    }
    
    // 新增元素,默认在数据 最后新增
    public void add(int data) {
        //首先得判断满的情况
        if(isFull()) {
            resize();
        }
        this.elem[usedSize] = data;
        usedSize++;
    }
    
    public boolean isFull() {
        return usedSize == elem.length;
    }
    
    // 判定是否包含某个元素
    public boolean contains(int toFind) {
        for (int i = 0; i < this.usedSize; i++) {
            if(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.usedSize; i++) {
            if(elem[i] == toFind) {
                return i;
            }
        }
        return -1;
    }
    
    // 获取 pos 位置的元素
    public int get(int pos) {
        if(!checkPos(pos)) {
        	//这个是自定义异常
        	//此处不返回整型int，因为如果是一个数，可能会误认为pos位置的元素是该数
            throw new PosOutBoundsException("get 获取数据时，位置不合法！");
        }
        return elem[pos];
    }
    
    // 获取顺序表长度
    public int size() {
        return this.usedSize;
    }

    // 给 pos 位置的元素设为 value【更新的意思 】
    public void set(int pos, int value) {
        if(!checkPos(pos)) {
        	//这个是自定义异常
            throw new PosOutBoundsException("set 数据时，位置不合法！");
        }
        this.elem[pos] = value;
    }

    private boolean checkPos(int pos) {
        if(pos < 0 || pos >= usedSize) {
            return false;
        }
        return true;
    }
    
    // 在 pos 位置新增元素
    public void add(int pos, int data) {
        if(pos < 0 || pos > this.usedSize) {
        	//这个是自定义异常
            throw new PosOutBoundsException("add 元素的时候，pos位置不合法！");
        }
        if(isFull()) {
            resize();
        }
        //挪数据
        for (int i = this.usedSize-1; i >= pos ; i--) {
            this.elem[i+1] = this.elem[i];
        }
        //存数据
        this.elem[pos] = data;
        this.usedSize++;
    }

    private void resize() {
        elem = Arrays.copyOf(elem,2*elem.length);
    }

    //删除第一次出现的关键字key
    public void remove(int toRemove) {
        if(isEmpty()) {
            return;
        }
        int index = indexOf(toRemove);
        if(index == -1) {
            return;//没有你要删除的数字
        }
        for (int i = index; i < usedSize-1; i++) {
            this.elem[i] = this.elem[i+1];
        }
        usedSize--;
        //elem[us] = null;
    }
    public boolean isEmpty() {
        return usedSize == 0;
    }

    // 清空顺序表
    public void clear() {
    	//方式一
        /*for (int i = 0; i < usedSize; i++) {
            this.elem[i] = null;
        }*/
        usedSize = 0;
    }

}