数据结构与算法之数组

数组

数组是数据呈线性排列的一种数据结构，在数组中，访问数据十分简单，而添加和删除数据比较耗费功夫

 

 

 

 a是数组的名字，后面的"[]"中的数字表示该数据是数组中的第几个数据（这个数字叫做“数组下标”，下标从0开始计数），比如red就是数组a的第一个数据。

数组中的数据按顺序存储在内存的连续空间内，由于数据是存储在连续的空间内的，所以每个数据的内存地址（在内存的位置都可以通过数组下标算出，我们也就可以直接访问目标数据（“随机访问”）。

访问

若现在向访问red，只需要指定a[0]就可以访问

删除

但是如果想在任意位置上添加或删除数据，线性表的操作就会很复杂，这涉及到元素的移动，

例如将orange添加到第二个位置

首先要确保线性表的末尾还有存储空间，

 

 然后从将原有的数据网后移动，为新数据腾出位置，首先将blue后移，然后把green后移

 

 最后在空出来的位置上写入orange

 

 这样添加数据就完成了

 

 删除

如果要删除数据，也需要元素进行移动，例如删除orange元素

首先删除目标数据（这里指green）

 

 然后将后面的数据一一往左边的空位移动，先移动green

 

 再移动blue

 

 代码实现

首先先创建一个接口（MyList），接口含有增加（add），删除（remove），获取指定下标的元素（getData）获取元素个数（size），判断是否含有元素（isEmpty），清空元素（clear）

代码如下：

public interface MyList {
    public void add(int index,Object obj) throws Exception;//增加
    public Object remove(int index) throws Exception;//删除
    public Object getData(int index) throws Exception;//获取指定下标的元素
    public int size();//获取元素个数
    public boolean isEmpty();//判断是否含有元素
    public void clear();//清空元素
}

然后创建线性表类（MyArray），实现MyList接口，

类中属性：

　　Object数组（o）：用于存储数据

　　常量（MAX_SIZE）：表示线性表的最大存储容量

　　int类型的size：表示当前线性表的元素个数

类中有两个构造方法

　　默认构造方法：默认线性表最大容量为10

　　带MAX_SIZE参数的构造方法：可自定义线性表的最大容量

若干个getter和settter方法

private Object[] o;//用于存储数据
    final int MAX_SIZE;//表示线性表的最大存储容量
    private int size;//表示当前线性表的元素个数

    public MyArray() {
        MAX_SIZE = 10;
        size = 0;
        o = new Object[MAX_SIZE];
    }

    public MyArray(int MAX_SIZE) {
        this.MAX_SIZE = MAX_SIZE;
        size = 0;
        o = new Object[this.MAX_SIZE];
    }
    public Object[] getO() {
        return o;
    }

    public void setO(Object[] o) {
        this.o = o;
    }

    public int getSize() {
        return size;
    }

    public void setSize(int size) {
        this.size = size;
    }

实现接口中的方法：

　　增加（add）方法（如何设计add方法？）

　　　　最后一个元素的下标是size-1，要执行往右移动的操作也就是说下标增加了1，最后一个元素的下标变成了size（size-1+1=size）以此类推一直往右移动，index-1就是要插入元素的下标，也就是说index-1这个位置移完就不需要再移动

代码如下：

public void add(int index, Object obj) throws Exception {
        for (int i = size; i > index ; i--) {
            o[i] = o[i-1];
        }
        o[index-1] = obj;
    }

但是java是具有健壮性这个特性的，所以我们也要让自己的代码具有健壮性，检查是否还有空位，检查传入的参数index是否合法

if (size == MAX_SIZE){
     throw new Exception("线性表已满");
}
if (index < 0 || index > size){
     throw new Exception("参数不合法");
}

完整代码就是

public void add(int index, Object obj) throws Exception {
        if (size == MAX_SIZE){
            throw new Exception("线性表已满");
        }
        if (index < 0 || index > size){
            throw new Exception("参数不合法");
        }
        for (int i = size; i > index0 ; i--) {
            o[i] = o[i-1];
        }
        o[index-1] = obj;
}

　　删除（remove）方法（如何设计remove方法）

　　　　在删除元素之前先备份元素，删除元素是将元素往左移动，首先是将下标为index的元素移到下标为index的位置上，然后以此类推，直到最后一个元素（下标为size-1）也移动完毕

代码如下

Object obj = o[index];//备份元素
        if (index == size-1){
            o[index] = null;
        }

        for (int i = index; i < size-1; i++) {
            o[i] = o[i+1];//移动
        }

 

　　同样我们也要设立关卡，使得代码更具有健壮性

if (size == 0){
      throw new Exception("线性表为空，无法删除");
}
if (index < 0 || index > size){
       throw new Exception("参数不合法");
}

完整代码示例

public Object remove(int index) throws Exception {
        if (size == 0){
            throw new Exception("线性表为空，无法删除");
        }
        if (index < 0 || index > size-1){
            throw new Exception("参数不合法");
        }
        Object obj = o[index];//备份元素for (int i = index; i < size-1; i++) {
            o[i] = o[i+1];//移动
        }
        size--;
        return obj;//返回被删除的元素
    }

专门用于打印线性表数据的方法

//打印线性表的元素
    public void print(){
        try {
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                System.out.print(getData(i) + " ");
            }
            System.out.println();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

获得元素的方法

public Object getData(int index) throws Exception {
        return o[index];
}

获得线性表个数

public int size(){
        return size;
}

判断是否线性表为空

public boolean isEmpty(){
        return (size==0?true:false);
}

清空线性表

public void clear() {
        size = 0;
}

接下来就是测试类

public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        MyArray m = new MyArray();
        System.out.println(m.size());
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            m.add(i,i);//添加元素
        }
        m.print();//答应元素
        System.out.println();
        m.remove(9);//删除指定元素
        m.print();//删除后打印
        m.add(9,11);//添加元素
        m.print();//添加后打印
        System.out.println(m.isEmpty());//是否为空，false表示不为空
        m.clear();//清空线性表
        System.out.println(m.isEmpty());//是否为空，true表示为空
    }
}

写在最后

小菜鸟学数据结构的第一天，冲冲冲！！！