java的数据结构非常之多,并且复杂.今天我们只讨论最简单基础的数组和链表两种结构.
数组
数组的特点
在Java中，数组是用来存放同一种数据类型的集合，并且只能存放同一种数据类型。
//只声明了类型和长度
数据类型[] 数组名称 = new 数据类型[数组长度];
//声明了类型，初始化赋值，大小由元素个数决定
数据类型[] 数组名称 = {数组元素1，数组元素2，......}
例如:整型数组
例如:对象数组 存放的是每个对象的地址值,由地址值指向内存的对象
物理结构特点
申请内存：一次申请一大段连续的空间，一旦申请到了，内存就固定了。
不能动态扩展(初始化给大了，浪费；给小了，不够用)，插入快，删除和查找慢。
存储特点：所有数据存储在这个连续的空间中，数组中的每一个元素都是一个具体的数据（或对象），所有数据都紧密排布，不能有间隔。
创建数组
class Array {
private Object[] elementData;
private int size;
public Array(int capacity){
elementData = new Object[capacity];
}
/**
* 添加元素
* @param value
*/
public void add(Object value){
if(size >= elementData.length){
throw new RuntimeException("数组已满，不可添加");
}
elementData[size] = value;
size++;
}
/**
* 查询元素value在数组中的索引位置
* @param value
* @return
*/
public int find(Object value){
for (int i = 0; i < size; i++) {
if(elementData[i].equals(value)){
return i;
}
}
return -1;
}
/**
* 从当前数组中移除首次出现的value元素
* @param value
* @return
*/
public boolean delete(Object value){
int index = find(value);
if(index == -1){
return false;
}
for(int i = index;i < size - 1;i++){
elementData[i] = elementData[i + 1];
}
elementData[size - 1] = null;
size--;
return true;
}
/**
* 将数组中首次出现的oldValue替换为newValue
* @param oldValue
* @param newValue
* @return
*/
public boolean update(Object oldValue,Object newValue){
int index = find(oldValue);
if(index == -1){
return false;
}
elementData[index] = newValue;
return true;
}
/**
* 遍历数组中所有数据
*/
public void print(){
System.out.print("{");
for (int i = 0; i < size; i++) {
if(i == size - 1){
System.out.println(elementData[i] + "}");
break;
}
System.out.print(elementData[i] + ",");
}
}
}
//测试类
public class ArrayTest {
public static void main(String[] args) {
Array arr = new Array(10);
arr.add(123);
arr.add("AA");
arr.add(345);
arr.add(345);
arr.add("BB");
arr.delete(345);
arr.update(345,444);
arr.print();
}
}
2.链表
2.1链表的特点
-
逻辑结构：线性结构
-
物理结构：不要求连续的存储空间
-
存储特点：链表由一系列结点node（链表中每一个元素称为结点）组成，结点可以在代码执行过程中动态创建。每个结点包括两个部分：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域。
-
常见的链表结构有如下的形式：
自定义单项链表
/*
单链表中的节点。
节点是单向链表中基本的单元。
每一个节点Node都有两个属性：
一个属性：是存储的数据。
另一个属性：是下一个节点的内存地址。
*/
public class Node {
// 存储的数据
Object data;
// 下一个节点的内存地址
Node next;
public Node(){
}
public Node(Object data, Node next){
this.data = data;
this.next = next;
}
}
/*
链表类(单向链表)
*/
public class Link<E> {
// 头节点
Node header;
private int size = 0;
public int size(){
return size;
}
// 向链表中添加元素的方法（向末尾添加）
public void add(E data){
//public void add(Object data){
// 创建一个新的节点对象
// 让之前单链表的末尾节点next指向新节点对象。
// 有可能这个元素是第一个，也可能是第二个，也可能是第三个。
if(header == null){
// 说明还没有节点。
// new一个新的节点对象，作为头节点对象。
// 这个时候的头节点既是一个头节点，又是一个末尾节点。
header = new Node(data, null);
}else {
// 说明头不是空！
// 头节点已经存在了！
// 找出当前末尾节点，让当前末尾节点的next是新节点。
Node currentLastNode = findLast(header);
currentLastNode.next = new Node(data, null);
}
size++;
}
/**
* 专门查找末尾节点的方法。
*/
private Node findLast(Node node) {
if(node.next == null) {
// 如果一个节点的next是null
// 说明这个节点就是末尾节点。
return node;
}
// 程序能够到这里说明：node不是末尾节点。
return findLast(node.next); // 递归算法！
}
/*// 删除链表中某个数据的方法
public void remove(Object obj){
//略
}
// 修改链表中某个数据的方法
public void modify(Object newObj){
//略
}
// 查找链表中某个元素的方法。
public int find(Object obj){
//略
}*/
}
自定义双线链表
/*
双向链表中的节点。
*/
public class Node<E> {
Node prev;
E data;
Node next;
Node(Node prev, E data, Node next) {
this.prev = prev;
this.data = data;
this.next = next;
}
}
/**
* 链表类(双向链表)
* @author 尚硅谷-宋红康
* @create 15:05
*/
public class MyLinkedList<E> implements Iterable<E>{
private Node first; //链表的首元素
private Node last; //链表的尾元素
private int total;
public void add(E e){
Node newNode = new Node(last, e, null);
if(first == null){
first = newNode;
}else{
last.next = newNode;
}
last = newNode;
total++;
}
public int size(){
return total;
}
public void delete(Object obj){
Node find = findNode(obj);
if(find != null){
if(find.prev != null){
find.prev.next = find.next;
}else{
first = find.next;
}
if(find.next != null){
find.next.prev = find.prev;
}else{
last = find.prev;
}
find.prev = null;
find.next = null;
find.data = null;
total--;
}
}
private Node findNode(Object obj){
Node node = first;
Node find = null;
if(obj == null){
while(node != null){
if(node.data == null){
find = node;
break;
}
node = node.next;
}
}else{
while(node != null){
if(obj.equals(node.data)){
find = node;
break;
}
node = node.next;
}
}
return find;
}
public boolean contains(Object obj){
return findNode(obj) != null;
}
public void update(E old, E value){
Node find = findNode(old);
if(find != null){
find.data = value;
}
}
@Override
public Iterator<E> iterator() {
return new Itr();
}
private class Itr implements Iterator<E>{
private Node<E> node = first;
@Override
public boolean hasNext() {
return node!=null;
}
@Override
public E next() {
E value = node.data;
node = node.next;
return value;
}
}
}
自定义双向链表测试:
public class MyLinkedListTest {
public static void main(String[] args) {
MyLinkedList<String> my = new MyLinkedList<>();
my.add("hello");
my.add("world");
my.add(null);
my.add(null);
my.add("java");
my.add("java");
my.add("xiaoyang");
System.out.println("一共有：" + my.size());
System.out.println("所有元素：");
for (String s : my) {
System.out.println(s);
}
System.out.println("-------------------------------------");
System.out.println("查找java,null,haha的结果：");
System.out.println(my.contains("java"));
System.out.println(my.contains(null));
System.out.println(my.contains("haha"));
System.out.println("-------------------------------------");
System.out.println("替换java,null后：");
my.update("java","JAVA");
my.update(null,"songhk");
System.out.println("所有元素：");
for (String s : my) {
System.out.println(s);
}
System.out.println("-------------------------------------");
System.out.println("删除hello，JAVA,null，xiaoyang后：");
my.delete("hello");
my.delete("JAVA");
my.delete(null);
my.delete("xiaoyang");
System.out.println("所有元素：");
for (String s : my) {
System.out.println(s);
}
}
}
总结一下
通过上面的介绍,各位小伙伴对于这两种数据结构的优缺点应该也能有一定的想法了.
使用场景:
数组因为有下标所以查询会很快,新增如果是默认的尾部新增的话消耗的性能较小(推荐数组这样使用).但是如果有大量频繁的中间插入元素,这个时候就需要考虑是不是要换一种数据结构了.相比数组,链表对于这种情况性能的消耗就很合理.
本期的基础数据结构中的数组和链表就介绍完了,结构不复杂但是如果需要在实际项目中合理的使用可能还需要一定的时间去实践和积累.
