基于数组的容器类实现 和 基于链表结构的容器类实现

1、数据结构 　　

　　概念 ：数据结构是计算机存储、组织数据的方式。   简单理解：可以看成是对数据存储的一种方式

　　常见的数据结构:
　　　　数组：数组（Array）是一种线性表数据结构。它用一组连续的内存空间，来存储一组具有相同类型的数据。
　　　　链表:  一种动态的线性的数据结构  ,   优点： 动态创建，节省空间，头部添加容易 ,     缺点：空间上不连续，查找困难。只能从头开始一个一个找

　　　　队列：FIFO 先进先出原则

　　　　堆栈：FILO 先进后出原则

2、数组结构和链表结构的区别

　　　　1、数组是将元素在内存中顺序存储，由于每个元素占用内存相同，可以通过下标迅速访问数组中任何元素。但是如果要在数组中增加或者删除一个元素，需要移动大量元素。

　　　　　 链表将在内存中零散 随机的一些对象通过对象的引用将所有对象的连接起来。如果要访问链表中一个元素，需要从第一个元素开始，一直找到需要的元素位置。链表动态地进行存储分配，可以适应数据动态地增减的情况，且可以方便地插入、删除数据项。

　　　　　所以，数组查询快，增删慢。链表查询慢，增删快 。

　　　　　　　　

　　1.从逻辑结构角度来看：
　　　　　数组必须事先定义长度（元素个数），不能适应数据动态地增减的情况。当数据增加时，可能超出原先定义的元素个数；当数据减少时，造成内存浪费。　

　　　　　链表动态地进行存储分配，可以适应数据动态地增减的情况，且可以方便地插入、删除数据项。（数组中插入、删除数据项时，需要移动其它数据项）

　　2.从时间复杂度看：
　　　　　数组利用下标定位，时间复杂度为O(1)，链表定位元素时间复杂度O(n)；
　　　　　数组插入或删除元素的时间复杂度O(n)，链表的时间复杂度O(1)。

 

3、基于数组的容器类实现  

import java.util.Arrays;

public class Container {
    private int num = 0;     //容器类保存元素的个数
    private Object [] contain; //定义个保存任何类型的容器
//    无参的构造方法
    public Container(){
        this(5);
    }
//有参的构造方法
    public Container(int length){
        this.contain  = new Object[length];
    }
//获取容器元素个数
    public int getNum(){
        return num;
    }
//给容器添加元素
    public void add(Object value){
　　//if(firstIndex(value)==-1){} 用于去除重复元素
        if(num == this.contain.length){
            Object[] temp = new Object[this.contain.length*2]; //扩容
            System.arraycopy(contain, 0, temp, 0, num);
            this.contain = temp;
        }
        contain[num] = value;
        num++;
    }
//重写toString 方法
    public String toString(){
        Object[] temp  =Arrays.copyOf(contain, num);
        return Arrays.toString(temp);
    }
    
//容器的其他方法    
//1.根据下标获取元素
    public Object getElementByIndex(int index){
        if(index>=0 && index<num){
            return contain[index];
        }
        return -1;
    }
//2.获取元素第一次出现的位置的下标
    public int firstIndex(Object obj){
        for (int i = 0; i < contain.length; i++) {
            if(obj.equals(contain[i])){
                return i;
            }
        }
        return -1;
    }
//3.通过指定出现的次数，查找指定元素的下标
    public int indexOf(Object obj,int count){
        for (int i = 0; i < contain.length; i++) {
            if(obj.equals(this.contain[i])){
                count--;
                if(count==0){
                    return i;
                }
            }
        }
        return -1;
    }
//4.指定索引  删除对应位置上的元素
    public void delete(int index){
        if(index>=0 && index<num){
            this.contain[index] = null;
            //将null值后的所有元素依次向前移一位
            for (int i = index; i < contain.length-1; i++) {
                this.contain[i]  = this.contain[i+1];
            }
            Object[] temp = new Object[num];
            temp = Arrays.copyOf(contain,temp.length-1);
            this.contain = temp;
            num--;
        }
    }
//5.删除  第一次出现 的指定元素
    public void deleteFirstElement(Object obj){
        if(firstIndex(obj) != -1){
            delete(firstIndex(obj));
        }
    }
//6.删除 所有的指定元素   核心思想：永远删除的是第一个元素，直到容器中没有该指定元素（返回负数）
    public void deleteElement(Object obj){
        while(firstIndex(obj) != -1){
            delete(firstIndex(obj));
        }
    }
//7.删除 所有元素
    public void empty(){
        this.num = 0;
        Arrays.fill(contain, null);
    }
}

　　

4、基于链表结构的容器类实现

/*
 * 容器类： 保存 ：1. 第一个节点的引用（地址），根据这个地址能够找到下一个节点。
 *               2. 节点的个数。
 */
public class LinkList {
    private Node first;
    private int size;
    //容器类添加元素的方法
    public void add(Object obj){
        //1. 将要添加的元素封装到 节点类中、
        Node ele = new Node(obj);
        //2.当first引用为null时，直接将first指向 上面创建的ele对象（里面保存了要添加的元素）。
        //  当first引用指向了 一个Node类中的对象，先将first引用保存到Node类中temp这个引用变量（相当于获取了第一个节点）。
        //然后通过while循环判断temp.getNext(),即这个对象的下一个引用节点是否为null,如果不为空，将 temp.getNext()赋给temp,继续循环判断。
        // 直到节点的  next引用 为null时，ele对象保存的下一个引用节点中。 外围 size++
        if (first == null) {
            first = ele;
        }else{
            Node temp = first; //获取第一个节点
            while(temp.getNext() != null){
                temp = temp.getNext();
            }
            temp.setNext(ele);
        }
        size++;
    }
//重写toString方法，打印容器类的所有元素
    public String toString(){
        StringBuffer sb = new StringBuffer("[");
        Node temp = first;
        while(temp.getNext()!=null){
            sb.append(temp.getObj()+"  ");
            temp = temp.getNext();
        }
        sb.append(temp.getObj()+"]");
        return sb.toString();
    }
}

　　

/**
 * 节点类：保存  节点数据元素  和   下一个节点的引用。
 *作用：我想再强调一下数据结构的作用是为数据寻找一个合适的载体，让数据的操作更加快捷。
        Node只不过是一个辅助工具，并不会暴露在外。它与数据相对应，又使数据按链式排布，
        操纵节点也就等于操纵数据，就像提线木偶，我们操作的是"观众"所看不见的线，而不是木偶的各个肢体本身
 */
public class Node {
    private Object obj;  //节点数据元素
    private Node next;   //下一个节点的引用(地址)
    
//setter/getter方法    
    public Object getObj() {
        return obj;
    }
    public void setObj(Object obj) {
        this.obj = obj;
    }
    public Node getNext() {
        return next;
    }
    public void setNext(Node next) {
        this.next = next;
    }

//有参的构造方法，给节点元素赋值。
    public Node(Object obj){
        this.obj = obj;
    }
}