写在前面:
数组和链表是数据结构中最基础的两种结构,其他的都是由这两者转化而来;
因此,掌握这两种结构至关重要!下面,时光就带大家来学习一下数组和链表;
思维导图:
1,什么是线性表?
线性表是具有相同类型的n(>=0)个数据元素的有限序列(a0,a1,a2,…,an),ai是表项,n是表长度;
那么为什么要提到线性表呢?
因为数组和链表都是线性表的结构,只不过它们的存储方式不一样;
根据存储方式不同,可将线性表分为顺序表和链式表;
线性表是数据结构中的逻辑结构。可以存储在数组上,也可以存储在链表上。
一句话,用
2,数组和链表
数组:在内存中,是一块连续的内存区域;
链表:是由不连续的内存空间组成;
3,数组和链表的区别
数组优点: 随机访问性强,查找速度快(连续内存空间导致的);
数组缺点: 插入和删除效率低 可能浪费内存 内存空间要求高,必须有足够的连续内存空间。数组大小固定,不能动态拓展链表的优点: 插入删除速度快 内存利用率高,不会浪费内存 大小没有固定,拓展很灵活。(每一个数据存储了下一个数据的地址,增删效率高)
链表的缺点:不能随机查找,必须从第一个开始遍历,查找效率低
4,数组和链表的代码实现
说了这么多,让我们用代码来写一个数组和链表。
数组:
1,先写一个实体类DynamicArray;
主要包括属性有数组容量,结点数据和数组长度;
1package com.java.model; 2 3public class DynamicArray { 4 //动态数组最大容量 5 public final static int capacity = 100; 6 7 //顺序表的结点数据 8 public int[] data; 9 //顺序表的长度,用来标识数组中的元素个数10 public int size;1112 //构造函数13 public DynamicArray(int[] data, int size) {14 this.data = data;15 this.size = size;16 }17}2,再写数组方法类DynamicArrayDao;
主要包括数组的各种操作方法,插入、查找等;
1package com.java.dao; 2 3import com.java.model.DynamicArray; 4import static com.java.model.DynamicArray.capacity; 5 6public class DynamicArrayDao { 7 8 //初始化数组 9 public DynamicArray Init_Array(){ 10 //数组数据域初始化 11 int[] data1=new int[capacity]; 12 13 //DynamicArray初始化 14 DynamicArray myArray=new DynamicArray(data1,0); 15 16 //数组赋值 17 for(int i=0;i<capacity;i++){ 18 myArray.data[i]=0; 19 } 20 return myArray; 21 } 22 23 //插入指定值 24 public void PushBack_Array(DynamicArray array,int value){ 25 if(array==null){ 26 return; 27 } 28 //如果线性表容量小于或等于数组容量 29 if(array.size==capacity){ 30 return; 31 } 32 //插入元素 33 array.data[array.size]=value; 34 array.size++; 35 } 36 37 //根据位置删除 38 public void RemoveByPos_Array(DynamicArray array,int pos){ 39 if (array == null){ 40 return; 41 } 42 //判断位置是否有效 43 if(pos < 0 || pos >= array.size){ 44 return; 45 } 46 //删除元素 47 for (int i = pos; i < array.size -1; i ++){ 48 array.data[i] = array.data[i + 1]; 49 } 50 array.size--; 51 } 52 53 //查找元素,返回该值第一次出现时对应的下标位置 54 public int Find_Array(DynamicArray array,int value){ 55 if(array==null){ 56 return -1; 57 } 58 //找到该值第一次出现的位置,-1表示没有找到; 59 int pos=-1; 60 for(int i=0;i<array.size;i++){ 61 if(array.data[i]==value){ 62 pos=i; 63 break; 64 } 65 } 66 return pos; 67 } 68 69 //根据位置查找到某个元素 70 public int At_Array(DynamicArray array,int pos){ 71 if(array==null){ 72 return -1; 73 } 74 return array.data[pos]; 75 } 76 77 //根据值删除 78 public void RemoveByValue_Array(DynamicArray array,int value){ 79 if(array==null){ 80 return; 81 } 82 //首先找到该值对应的数组下标 83 int pos=Find_Array(array,value); 84 //调用根据位置删除的方法 85 RemoveByPos_Array(array,pos); 86 } 87 88 //打印 89 public void Print_Array(DynamicArray array){ 90 if(array==null){ 91 return; 92 } 93 for(int i=0;i<array.size;i++){ 94 System.out.print(array.data[i]+","); 95 } 96 } 97 98 //清空数组 99 public void Clear_Array(DynamicArray array){100 if(array==null){101 return;102 }103 for(int i=0;i<array.size;i++){104 array.data[i]=0;105 }106 array.size=0;107 }108109 //获得动态数组当前元素个数110 public int Size_Array(DynamicArray array){111 if(array==null){112 return -1;113 }114 return array.size;115 }116}3,主函数Main;
包括测试各种函数等;
1package com.java.main; 2 3import com.java.dao.DynamicArrayDao; 4import com.java.model.DynamicArray; 5import static com.java.model.DynamicArray.capacity; 6 7public class DynamicArrayMain { 8 public static void main(String[] args) { 9 DynamicArrayDao dynamicArrayDao=new DynamicArrayDao();10 //初始化动态数组11 DynamicArray myArray=dynamicArrayDao.Init_Array();12 System.out.println("初始化动态数组:");13 //获取容量14 System.out.println("数组容量:"+capacity);15 System.out.println("数组实际大小:"+dynamicArrayDao.Size_Array(myArray));16 //插入元素17 for(int i=0;i<10;i++){18 dynamicArrayDao.PushBack_Array(myArray,i);19 }20 System.out.println();2122 System.out.println("插入元素之后:");23 //获取容量24 System.out.println("数组容量:"+capacity);25 System.out.println("数组实际大小:"+dynamicArrayDao.Size_Array(myArray));26 System.out.println();2728 //打印插入元素29 System.out.println("打印插入的元素:");30 dynamicArrayDao.Print_Array(myArray);31 System.out.println();3233 //根据元素位置删除元素34 dynamicArrayDao.RemoveByPos_Array(myArray,2);35 //根据元素值删除元素36 dynamicArrayDao.RemoveByValue_Array(myArray,7);37 System.out.println();3839 //打印删除后的数组40 System.out.println("打印删除后的元素:");41 dynamicArrayDao.Print_Array(myArray);42 System.out.println();4344 //查找元素为5的位置45 System.out.println();46 System.out.print("元素5的位置为: ");47 int pos=dynamicArrayDao.Find_Array(myArray,5);48 System.out.println(pos);4950 //查找位置为7的元素值51 System.out.println();52 System.out.print("位置为7的元素为: ");53 int value=dynamicArrayDao.At_Array(myArray,7);54 System.out.println(value);5556 //获取容量57 System.out.println();58 System.out.println("此时的数组容量:"+capacity);59 System.out.println("此时的数组实际大小:"+dynamicArrayDao.Size_Array(myArray));60 System.out.println();61 }62}运行效果:
链表:
1,先建立链表结点以及整个链表的实体类;
这里有两个实体类:
LinkNode是结点,包括结点的数据域和指针域;
LinkList是整个链表,包括头结点以及链表元素个数;
1package com.java.model; 2 3public class LinkNode { 4 //链表结点的数据域 5 public Object data; 6 //链表结点的指针域 7 public LinkNode next; 8 9 public LinkNode() {10 super();11 // TODO Auto-generated constructor stub12 }1314 //构造方法15 public LinkNode(Object data, LinkNode next) {16 super();17 this.data = data;18 this.next = next;19 }2021} 1package com.java.model; 2 3public class LinkList { 4 //链表的头结点 5 public LinkNode head; 6 //链表的元素个数 7 public int size; 8 9 public LinkList() {10 super();11 // TODO Auto-generated constructor stub12 }1314 ///构造方法15 public LinkList(LinkNode head, int size) {16 super();17 this.head = head;18 this.size = size;19 }2021}2,再写链表方法类LinkListDao;
1package com.java.dao; 2 3import com.java.model.LinkList; 4import com.java.model.LinkNode; 5 6public class LinkListDao { 7 //初始化链表 8 public LinkList Init_LinkList(){ 9 //设置头结点的指针域和数据域10 LinkNode node=new LinkNode(0,null);11 LinkList list=new LinkList(node,0);12 return list;13 }14 //指定位置插入15 public void Insert_LinkList(LinkList list, int pos, Object data){16 //判断list是否有效17 if(list==null){18 return;19 }20 //判断data是否有效21 if (data==null){22 return;23 }24 //判断位置pos是否有效25 if (pos<0 || pos>list.size){26 //在链表的尾部插入27 pos = list.size;28 }2930 //第一步,创建新的结点,也就是待插入的结点31 LinkNode newNode=new LinkNode(data,null);32 //第二步,找到待插入结点前面一个结点pCurrent,并使其等于list的头结点33 LinkNode pCurrent=list.head;34 for(int i = 0 ; i < pos ; i++){35 pCurrent=pCurrent.next;36 }37 //第三步,新结点入链表,进行插入操作38 newNode.next=pCurrent.next;39 pCurrent.next=newNode;40 //第四步,链表的size要加141 list.size++;4243 }44 //删除指定位置的值45 public void RemoveByPos_LinkList(LinkList list, int pos){46 if(list==null){47 return;48 }49 if(pos<0||pos>=list.size){50 return;51 }52 //第一步,找到待删除结点的前面一个结点pCurrent53 LinkNode pCurrent=list.head;54 for (int i = 0; i < pos; i++) {55 pCurrent=pCurrent.next;56 }57 //第二步,进行删除操作58 pCurrent.next=pCurrent.next.next;59 //第三步,链表的size要减160 list.size--;61 }62 //获得链表的长度63 public int Size_LinkList(LinkList list){64 return list.size;65 }66 //查找指定元素的位置67 public void Find_LinkList(LinkList list, Object data){68 //注意这里要从头结点的下一个结点开始,因为头结点不存放数据信息69 LinkNode pCurrent=list.head.next;70 for (int i = 0; i < list.size; i++) {71 if(pCurrent.data==data){72 System.out.print(i+",");73 }74 pCurrent=pCurrent.next;75 }76 }77 //返回第一个结点元素的值78 public Object Front_LinkList(LinkList list){79 return list.head.next.data;80 }81 //打印链表结点82 public void Print_LinkList(LinkList list){83 if(list==null){84 return;85 }86 LinkNode pCurrent=list.head.next;87 for (int i = 0; i < list.size; i++) {88 System.out.print(pCurrent.data+",");89 pCurrent=pCurrent.next;90 }91 }9293}3,主函数Main;
测试各种方法类;
1package com.java.main; 2 3import com.java.dao.LinkListDao; 4import com.java.model.LinkList; 5 6public class LinkListMain { 7 public static void main(String[] args) { 8 LinkListDao linkListDao=new LinkListDao(); 9 //创建链表10 LinkList list=linkListDao.Init_LinkList();1112 //数据插入链表13 linkListDao.Insert_LinkList(list, 0, "A");14 linkListDao.Insert_LinkList(list, 1, "B");15 linkListDao.Insert_LinkList(list, 2, "C");16 linkListDao.Insert_LinkList(list, 3, "D");17 linkListDao.Insert_LinkList(list, 4, "D");1819 //打印链表20 System.out.println("插入数据之后的链表为:");21 linkListDao.Print_LinkList(list);22 System.out.println();2324 //删除指定位置的值25 linkListDao.RemoveByPos_LinkList(list, 2);2627 //打印链表28 System.out.println("删除元素C之后的链表为:");29 linkListDao.Print_LinkList(list);30 System.out.println();3132 //获得链表长度33 System.out.println("链表长度为:");34 System.out.println(linkListDao.Size_LinkList(list));3536 //查找值为3的位置37 System.out.println("值为D的位置为:");38 linkListDao.Find_LinkList(list, "D");39 System.out.println();4041 //返回第一个结点元素的值42 System.out.println("第一个结点元素为:");43 System.out.println(linkListDao.Front_LinkList(list));44 }45}运行结果:
文中代码格式是仿照MVC模式写的,建议大家也这样写,比较整齐我感觉。
这次就分享到这里了,后续还有一系列的数据结构的文章哦,请大家期待!
右下角点个再看吧!蟹蟹哦~