数据结构与算法 (Java 语言实现) —— 线性表
一、Java 数组的回顾学习
在学 java 基础的时候,我们会经常用到数组来存储相同类型的数据,下面我们就来简单回顾一下 Java 数组的简单使用,实在忘记怎么使用 java 数组的同学可以查看这篇文章 Java 数组的使用
import java.util.Arrays;
public class TestArray {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个数组
int[] arr = new int[5];
// 获取数组长度
int len = arr.length;
// 循环给数组赋值
for (int i=0;i<len;i++) {
arr[i] = i*i;
}
// 遍历数组
for (int i=0; i<len; i++)
System.out.println(arr[i]);
// 显示数组中的所有元素
System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
}
以上便是系统给我们提供的 数组 api ,基于此我们可以我们就可以完成很多常规操作。但是内置的数组有时候也会带来极大的局限性?
- 数组是定长的,我们需要动态的修改数据要怎么解决呢?
- 比如往数组添加一个元素?可以使用 List ArrayList 等等现成的数据结构
- 删除一个元素又要如何来做呢?
- 修改元素很简单,直接替换对应的下标的值即可
- 在任意位置插入一个元素该怎么处理呢?
但是如果能够出现一个变长数组的话,这些问题就可以很轻松的解决了。
二、使用 OOP 编写变长数组
注意:如果要实现传入任意数据类型的话,我们就可以把 int 数组 改为 object即可
2.0 准备
定义一个 MyArray 的 Java 类,然后添加一个私有的数组属性,并使用 无参的构造方法把数组初始化为长度为0的一个数组
/**
* 封装数组
* */
public class MyArray {
private int[] elements;// 存储数据的数组,如果存储其他类型,声明为 Object
public MyArray() {
elements=new int[0];
}
}
2.1 实现 add 动态添加一个元素
我们使用定长数组的时候,要实现往数组中添加一个元素,这时候我们想到的一个方式就是创建一个新的数组来实现扩容,顺着这个思路就这往下想,是不是轻松很多了呢?
思路有了,我们就用代码实现
// 我们要实现新增一个元素,所以需要传一个要新增元素的参数
public void add(int element) {
// 创建一个比元素组容量多一个元素的数组空间
int[] newArr = new int[elements.length+1];
// 使用循环给新数组赋值
for(int i=0;i<elements.length;i++) {
newArr[i] = elements[i];
}
// 赋值完毕之后,把新增的元素放在数组的最后一个位置, 这里填写 elements.length 大家可以仔细思考以下 下标和 长度的位置关系
newArr[elements.length] = element;
// 把数组更新即可
elements = newArr;
}
2.2 实现 delete 删除任意一个位置的元素
删除一个元素,分为两种情况:
- 一种是删除末尾元素
- 一种是删除中间的元素
删除末尾的元素比较容易,直接把数组的长度减一,然后把剩下的元素重新赋值给一个新的元素就 OK 了
删除中间的元素,要考虑一个元素,就是是否越界的情况要考虑在内,如果没有越界,就把删除的元素的前面的元素重新赋值,删除的元素的后面的元素也直接赋值的新数组当中就可以了
// 删除数组中的元素
public void delete(int index) {
// 判断下标是否越界
if (index<0 || index>elements.length-1) {
throw new RuntimeException("下标越界");
}
int newArr[] = new int[elements.length-1];
// 复制原有数据到新数组
for (int i=0; i<newArr.length; i++) {
if (i<index) {
newArr[i] = elements[i];
} else {
// 想要删除之后的元素
newArr[i] = elements[i+1];
}
}
// 新数组替换就数组
elements = newArr;
}
2.3 实现 size 方法获取当前数组的长度
直接返回当前数组的长度即可
public int size() {
return elements.length;
}
2.4 实现 get 获取指定下标的元素
用户传入一个下标值,然后判断传入的值是否合理,不合理则返回异常。反之就正常返回数据
public int get(int index) {
if (index<0 || index >elements.length)
throw new RuntimeException("下标越界");
return elements[index];
}
2.5 实现 insert 在任意位置插入一个元素
和删除元素是一样的道理,只不过是在任意位置增加一个元素
// 插入元素到一个指定位置
public void insert(int index, int element) {
// 创建一个新数组
int[] newArr = new int[elements.length + 1];
for (int i=0;i<newArr.length;i++) {
// 前面的数据保持一致
if (i<index) {
newArr[i] = elements[i];
} else {
// 后面的数据在插入的位置留出来
newArr[i+1] = elements[i];
}
}
// 实现插入操作
newArr[index] = element;
// 数组替换
elements = newArr;
}
2.6 实现 set 替换任意一个元素
替换只需要用户传入下标值,以及要替换的元素即可
// 替换指定位置的元素
public void set(int index, int element) {
elements[index] = element;
}