【数据结构】ArrayList与顺序表

xxxflower

发布于 2023-04-16 17:43:39

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发布于 2023-04-16 17:43:39

文章被收录于专栏：《数据结构》

1.线性表

线性表（linear list）是n个具有相同特性的数据元素的有限序列。线性表是一种在实际中广泛使用的数据结构，常见的线性表：顺序表、链表、栈、队列... 线性表在逻辑上是线性结构，也就说是连续的一条直线。但是在物理结构上并不一定是连续的，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。

2.顺序表

2.1接口的实现

我们先自己来完成一个顺序表8：

具体效果如图：

源码如下：

~~建议小伙伴们自己思考一下上手敲一敲代码，对后续的学习可以更好的理解哟~~~

MyArrayList.java

import javax.xml.bind.annotation.XmlType;
import java.lang.reflect.Array;
import java.util.Arrays;

public class MyArratList {
    public int[] elem;
    public int usedSize;
    public static final int DEFAULT_SIZE = 10;

    public MyArratList(){
        this.elem = new int[DEFAULT_SIZE];
    }
    //打印数组
    public void display(){
        for (int i = 0; i < this.usedSize; i++) {
            System.out.print(elem[i]+" ");
        }
        System.out.println();
    }
    //新增元素，默认在素组最后新增
    public void add(int data) {
    //1.判断是不是满了
        if(isFull()){
            // 2.如果满了，要扩容
            this.elem = Arrays.copyOf(this.elem,2*this.elem.length);
        }
        //3.增加数据
           this.elem[this.usedSize] = data;
        //4.useSize++
        usedSize++;
    }
    public int size() {
        return this.usedSize;
    }
    public boolean isFull(){
        if(size() >= this.elem.length ){
            return true;
        }
        return false;
    }


    // 在 pos 位置新增元素
    //如果pos位置不合法，那么就会抛出一个PosWronfulExpection
    public void add(int pos, int data) throws PosWronfulExpection{

        if(isFull()){
            System.out.println("满了!");
            this.elem = Arrays.copyOf(this.elem,2*this.elem.length);
        }

        if(pos < 0 || pos > this.usedSize){
            System.out.println("pos位置不合法！");
            throw new PosWronfulExpection("pos位置不合法！");
        }

        //pos合法
        //1.开始挪动数据
        for (int i = usedSize-1; i >= pos; i--) {
            this.elem[i+1] = this.elem[i];
        }
        //2.插入数据
        this.elem[pos] = data;
        //3.useSize++
        usedSize++;
    }

    // 判定是否包含某个元素
    public boolean contains(int toFind) {
        for (int i = 0; i < usedSize; i++) {
            if(toFind == this.elem[i]){
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
    // 查找某个元素对应的位置
    public int indexOf(int toFind) {
        for (int i = 0; i < usedSize; i++) {
            if(toFind == elem[i]){
                return i;
            }
        }
        return -1;
    }
    // 获取 pos 位置的元素
    public int get(int pos) {
       if(isEmpty()){
           throw new EmptyExpection("当前顺序表为空！");
       }
       if(pos < 0||pos >=this.usedSize){
           throw new PosWronfulExpection("pos不合法！");
       }
        return elem[pos];
    }
    public boolean isEmpty(){
        return size()== 0;
    }

    // 给 pos 位置的元素设为 value
    public void set(int pos, int value) {
        if(isEmpty()){
            throw new EmptyExpection("当前顺序表为空！！");
        }
        if(pos < 0||pos >=this.usedSize){
            throw new PosWronfulExpection("pos位置不合法！！！");
        }
        this.elem[pos] = value;
    }
    //删除第一次出现的关键字key
    public void remove(int key) {
        if(isEmpty()){
            throw new EmptyExpection("当前顺序表为空！");
        }
       int index = this.indexOf(key);
        if(index == -1){
            System.out.println("没有这个数字！");
        }
        for (int i = index; i < this.usedSize-1; i++) {
            this.elem[i] = this.elem[i+1];
        }

        usedSize--;
    }
    // 获取顺序表长度
    // 清空顺序表
    public void clear() {
       /* //当变量是引用类型时：
        for (int i = 0; i < size(); i++) {
            this.elem = null;
        }*/
        this.usedSize = 0;
    }
}

EmptyExpection.java

public class EmptyExpection extends RuntimeException{
    public EmptyExpection() {

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

PosWronfulExpection.java

public class PosWronfulExpection extends RuntimeException{
    public PosWronfulExpection(){

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

TestList.java

import com.sun.xml.internal.bind.v2.TODO;

public class TestList {
    public static void main(String[] args) {
        MyArratList myArratList = new MyArratList();
        myArratList.add(1);
        myArratList.add(2);
        myArratList.add(3);
        myArratList.display();
        try {
            myArratList.add(1,10);
        }catch (PosWronfulExpection e){
            e.printStackTrace();
        }
        myArratList.display();
        //trycatch的快捷键！！
        System.out.println(myArratList.contains(10));
        System.out.println(myArratList.contains(100));
        System.out.println(myArratList.indexOf(10));
        System.out.println(myArratList.indexOf(100));
        try{
            System.out.println(myArratList.get(1));
        }catch (PosWronfulExpection e){
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("-------------------------------------");
        myArratList.set(0,99);
        myArratList.display();
    }
}

3. ArrayList简介

在集合框架中，ArrayList是一个普通的类，实现了List接口.如图：

【说明】 1. ArrayList实现了RandomAccess接口，表明ArrayList支持随机访问 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使用

4.1 ArrayList的构造

方法	解释
ArrayList()	无参构造
ArrayList(Collection<? extends E> c)	利用其他 Collection 构建 ArrayList
ArrayList(int initialCapacity)	指定顺序表初始容量

4.2ArraysList常见操作

详情可以去帮助手册中查找：

方法	解释
boolean add(E e)	尾插 e
void add(int index, E element)	将 e 插入到 index 位置
boolean addAll(Collection<? extends E> c)	尾插 c 中的元素
E remove(int index)	删除 index 位置元素
boolean remove(Object o)	删除遇到的第一个 o
E get(int index)	获取下标 index 位置元素
E set(int index, E element)	将下标 index 位置元素设置为 element
void clear()	清空
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