数据结构学习日记—数组实现线性表

前言

​ 大二下我们专业就要学习数据结构了，刚好报名了蓝桥杯，就想着接着这个寒假学习一下数据结构和算法，应该算是从零开始吧。之前也没有接触过这方面的内容，/(ㄒoㄒ)/~~。祝我一切顺利。这部分的内容我选择看书学习，数据结构看的是《大话数据结构》。

1.线性表的定义

线性表：零个或多个数据元素的有限序列

这里有几个关键的地方：

1.序列。也就是说线性表是有顺序的。第一个元素无前驱，最后一个元素无后继，中间的每个元素都有一个前驱，一个后继。

2.有限。线性表中的元素数目是一定的，就算是十分大也是一个确定的数。

​ 生活中的线性表的例子就比较多了：排队，花名册，都可以看作线性表。这次我们先通过数组来实现线性表的一些基本操作

2.线性表的操作

1.InitList 初始化操作，建立一个空的线性表

2.ListEmpty 若线性表为空，返回true 否则返回 false (这里我更喜欢叫isEmpty)

3.ClearList 将线性表清空

4.GetElem(L,i) 将线性表中的第i个元素返回

5.LocateElem(L,e) 在线性表中查找与e信息相等的元素，查找成功返回小标，查找失败返回-1

6.ListInsert(L,i,e) 在线性表下标为i的位置插入元素e

7.ListDelete(L,i) 将线性表中下标为i的元素删除 并返回背删除的元素

8.ListLength(L) 返回线性表中元素的个数

​ 这些都是我们在后面要实现的函数，因为《大话数据结构》是用c语言写的，而我蓝桥杯选的是Java，所有我决定，用Java和Go都写一遍。因为Go的语法和C比较像，同时也是想对比着两类编程语言学习一下。

3.功能实现

0.数据准备

var (
	listLength int = -1
)

const arrayLength int = 10

listLength：当列表最后一个元素的下标

arrayLength: 数组的长度，需要设置为常量

type node struct {
	no   int
	name string
}

1.InitList()

func initList() *[arrayLength]node {
	var arrayList [arrayLength]node
	var p *[arrayLength]node = &arrayList
	return p
}

​ 创建了一个长度为10的数组，数组里的元素是node。将arrayList的地址赋值给指针p。go中数组的长度也是数组类型的一部分，所有这里需要带上。然后返回创建数组的指针。

2.isEmpty()

func isEmpty(arrayList *[arrayLength]node) bool {
	return len(arrayList) == 0
}

​ 这里我先开始是用if判断的，go一直给我提醒，告诉我用 len(arrayList) == 0。编译器在教我做事，卧槽。

3.clearList()

func clearList(arrayList *[arrayLength]node) {
	for i := 0; i <= listLength; i++ {
		arrayList[i] = node{}
	}
}

​ 将列表里的数据遍历，然后置空。

4.getElem()

func getElem(arrayList *[arrayLength]node, i int) node {
	return arrayList[i]
}

​ 直接根据下标在数组里取元素。

5.locateElem

func locateElem(arrayList *[arrayLength]node, temp node) int {
	for i := 0; i < len(arrayList); i++ {
		if arrayList[i].name == temp.name {
			return i
		}
	}
	return -1
}

​ 传入一个node，遍历arrayList如果有相符合的，可以直接返回下标，如果没有找到 返回 -1

6.addElem()

func addElem(arrayList *[arrayLength]node, temp node) {
	if listLength == arrayLength {
		fmt.Println("列表已满")
		return
	}
	listLength++
	arrayList[listLength] = temp
}

​ 添加元素前，想判断列表的长度是否和数组的长度是否相等。即判断数组是否满了。然后listLength加一，然后添加元素。

7.listInsert()

func listInsert(arrayList *[arrayLength]node, index int, temp node) {
	if listLength == arrayLength {
		fmt.Println("列表已满")
		return
	}
	for i := listLength; i >= index-1; i-- {
		arrayList[i+1] = arrayList[i]
	}
	arrayList[index-1] = temp
	listLength++
}

​ 先判断数组是否满了，然后把每个元素往后移最后将要插入的元素放进去，最后listLength加一。

8.listDelete()

func listDelete(arrayList *[arrayLength]node, temp node) {
	for i := 0; i <= listLength; i++ {
		if arrayList[i].name == temp.name {
			for j := i; j <= listLength; j++ {
				arrayList[j] = arrayList[j+1]
			}
			break
		}
	}
	arrayList[listLength] = node{}
	listLength--
}

​ 先遍历，找到符合条件的节点，然后把符合节点之后的所有节点前移。然后将最后一个节点置零，listLength减1。

9.listDisplay()

func listDisplay(arrayList *[arrayLength]node) {
	if isEmpty(arrayList) {
		fmt.Println("列表为空")
		return
	}
	for i := 0; i <= listLength; i++ {
		fmt.Println(arrayList[i])
	}
}

​ 先判断列表是否为空，为空直接退出。再遍历列表，打印每个节点的信息。

总和

package main

import "fmt"

type node struct {
	no   int
	name string
}

var (
	listLength int = -1
)

const arrayLength int = 10

// 通过
// 初始化列表返回一个数组指针
func initList() *[arrayLength]node {
	var arrayList [arrayLength]node
	var p *[10]node = &arrayList
	return p
}

// 通过
// 判断列表是否为空
func isEmpty(arrayList *[arrayLength]node) bool {
	return len(arrayList) == 0
}

// 通过
// 顺利置零
func clearList(arrayList *[arrayLength]node) {
	for i := 0; i <= listLength; i++ {
		arrayList[i] = node{}
	}
}

// 通过
// 获取相应下标的元素
func getElem(arrayList *[arrayLength]node, i int) node {
	return arrayList[i]
}

// 通过
// 根据元素 获取下标
func locateElem(arrayList *[arrayLength]node, temp node) int {
	for i := 0; i < len(arrayList); i++ {
		if arrayList[i].name == temp.name {
			return i
		}
	}
	return -1
}

// 通过
// 添加元素
func addElem(arrayList *[arrayLength]node, temp node) {
	if listLength == arrayLength {
		fmt.Println("列表已满")
		return
	}
	listLength++
	arrayList[listLength] = temp
}

// 通过
// 插入元素
func listInsert(arrayList *[arrayLength]node, index int, temp node) {
	if listLength == arrayLength {
		fmt.Println("列表已满")
		return
	}
	for i := listLength; i >= index-1; i-- {
		arrayList[i+1] = arrayList[i]
	}
	arrayList[index-1] = temp
	listLength++
}

// 通过
// 删除元素
func listDelete(arrayList *[arrayLength]node, temp node) {
	for i := 0; i <= listLength; i++ {
		if arrayList[i].name == temp.name {
			for j := i; j <= listLength; j++ {
				arrayList[j] = arrayList[j+1]
			}
			break
		}
	}
	arrayList[listLength] = node{}
	listLength--
}

// 通过
// 打印数组
func listDisplay(arrayList *[arrayLength]node) {
	if isEmpty(arrayList) {
		fmt.Println("列表为空")
		return
	}
	for i := 0; i <= listLength; i++ {
		fmt.Println(arrayList[i])
	}
}

func main() {
	n1 := node{1, "a"}
	n2 := node{2, "b"}
	n3 := node{3, "c"}
	n4 := node{4, "d"}
	n5 := node{5, "e"}
	arrayList := initList()
	addElem(arrayList, n1)
	addElem(arrayList, n2)
	addElem(arrayList, n4)
	addElem(arrayList, n5)
	listDisplay(arrayList)
	fmt.Println("数组里的元素个数:", listLength+1)
	listInsert(arrayList, 3, n3)
	listDisplay(arrayList)
	listDelete(arrayList, n5)
	fmt.Println("删除后")
	listDisplay(arrayList)
	fmt.Println("数组里的元素个数:", listLength+1)
	fmt.Println("列表为空:", isEmpty(arrayList))
	fmt.Println(getElem(arrayList, 3))
	fmt.Println(locateElem(arrayList, n1))
	clearList(arrayList)
}

​ 数组实现线性表数组 go语言的实现方式应该就是上面这样的了。应该还可以再优化一下。

4.Java实现

package _01_array_line_table;


public class ArrayLineTableDemo {
	public static void main(String[] args) {
		ArrayLineTable arrayListTable = new ArrayLineTable(5);
		Node node1 = new Node(1, "a");
		Node node2 = new Node(2, "b");
		Node node3 = new Node(3, "c");
		Node node4 = new Node(4, "d");
		Node node5 = new Node(5, "e");
		arrayListTable.addItem(node1);
//		arrayListTable.display();
		arrayListTable.addItem(node2);
		arrayListTable.addItem(node3);
		arrayListTable.addItem(node4);
		arrayListTable.addItem(node5);
		arrayListTable.display();
		System.out.println("删除操作");
		arrayListTable.deleteItem(1);
		arrayListTable.display();
		System.out.println("修改操作");
		arrayListTable.alterItem(2, "修改");
		arrayListTable.display();
		System.out.println("插入操作");
		Node nodeInsert = new Node(8,"insert");
		arrayListTable.insertItem(2, nodeInsert);
		arrayListTable.display();
		
		
	}
}

class ArrayLineTable{
	private int lineLength;
	private int tableLength;
	private Node[] list;
	
	public ArrayLineTable(int tableLength) {
		// TODO Auto-generated constructor stub
		this.lineLength = -1;
		list = new Node[tableLength];
		this.tableLength = tableLength;
	}
	
	// 是否为空
	public boolean isEmpty() {
		if(lineLength == -1) {
			return true;
		}
		return false;
	}
	
	// 是否已经满了
	public boolean isFull() {
		if (lineLength ==tableLength) {
			return true;
		}
		return false;
	}
	
	// 添加元素
	public void addItem(Node node) {
		if (isFull()) {
			System.out.println("线性表已满");
			return;
		}
		lineLength++;
		list[lineLength] = node;
		System.out.println("添加成功");
	}
	
	// 删除元素
	public void deleteItem(int no) {
		int index = findItem(no);
		if (index == -1) {
			return;
		}
		for(int i = index;i<=lineLength-1;i++) {
			list[i]=list[i+1];
		}
		list[lineLength]=null;
		lineLength--;
		System.out.println("删除成功");
	}
	
	// 修改元素
	public void alterItem(int no,String name) {
		int index = findItem(no);
		if (index == -1) {
			return;
		}
		list[index].setName(name);
		System.out.println("修改成功");
	}
	
	// 查找元素
	public int findItem(int no) {
		if (isEmpty()) {
			System.out.println("列表为空");
			return -1;
		}
		for(int i=0;i<=lineLength;i++) {
			if (list[i].getNo() == no) {
				return i;
			}
		}
		System.out.println("未查找到该元素");
		return -1;
	}
	// 插入元素
	public void insertItem(int no,Node node) {
		if (isFull()) {
			System.out.println("列表已满");
			return;
		}
		if (no<0 || no>lineLength||no>tableLength) {
			System.out.println("请检查你输入的下标");
			return;
		}
		for(int i = lineLength;i<=no;i--) {
			list[i+1]=list[i];
		}
		list[no]=node;
	}
	
	
	
	// 打印列表
	public void display() {
		if (isEmpty()) {
			System.out.println("列表为空");
			return;
		}	
		for(int i =0;i<=lineLength;i++) {
			System.out.println(list[i]);
		}
		
	}
}




class Node{
	private int no;
	private String name;
	
	// 构造器
	public Node(int no,String name) {
		this.no=no;
		this.name=name;
	}
	
	public int getNo() {
		return no;
	}
	
	public String getName() {
		return name;
	}
	
	public void setNo(int no) {
		this.no = no;
	}
	
	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}
	
	public String toString() {
		return "no:"+this.no+"name:"+this.name;
	}
}