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java数据结构基础:线性表

2024-04-02 19:55

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前言

其实线性表在生活中和栈的结构差不多。昨天总结了一篇单链表，也是线性表的一种。

今天用另一种写法来控制指针的移动实现数据的顺序存储结构。

需求分析

首先要明确，这种顺序存储结构的线性表底层用什么。根据之前查看过的源码来看，list一般都是以数组为底层。我们也不例外。

其次，我们还得去定义好线性表的长度，以及每个元素的指针。


private Object[] arr; // 底层的结构
private int index = -1; // 代表元素的索引位置
private int size; // 当前线性表的长度
private int LinearListLength = 4; // 线性表的默认长度

我们这儿只演示添加、删除、获取指定位置、获取全部以及判断是否为空这五种形式。

编码

add方法

add方法为向线性表中添加元素，需要传入一个泛型参数。实现思路是让index+1然后把index赋值给数组得到索引区域，再让size+1

总体设计比较简单，看代码。


public E add(E item) {
        // 先初始化线性表
        capacity();
        // 初始化完成后先把index指针后移一位，也就是+1
        // 后移一位之后将要添加的元素赋值到数组中
        this.arr[++index] = item;
        System.out.println(index);
        // 添加完成后长度+1
        this.size++;
        return item;
    }

getIndex方法

getIndex方法主要是用来获取指定位置的元素，这个就很简单了，因为底层是数组，所以我们可以直接用数组的索引去获取。


public E getIndex(int index) {
        return (E) this.arr[index];
    }

pop方法

pop方法作用是删除指定位置的元素。需要传入一个int类型的索引。由于特殊性，我们必须得借用上面的获取指定位置的元素的方法来实现这一步骤。

在元素删除后，通过遍历循环去将index位置向前移动一位。具体代码如下：



public E pop(int index) {
    E e = getIndex(index);
    if (e != null) {
        for (int i = index; i < size; i++) {
            arr[i] = arr[i + 1];
        }
        this.size--;
        return e;
    } else {
        return null;
    }
}

insert方法

insert方法需要传入两个参数，一个int类型的索引值，一个泛型数据。在指定位置插入该泛型值，然后将后面的值全部后移一位。


public E insert(int index, E item) {
        System.out.println(size);
        for (int i = index; i < size; i++) {
            arr[i + 1] = arr[i];
        }
        arr[index] = item;
        this.size++;
        return item;
    }

getAll

这个方法不用我多说了，一个简单的遍历循环


public void getAll() {
        for (Object o : this.arr) {
            System.out.println(o);
        }
    }

这儿遍历的Object类型会自动转化成添加元素时的类型

全部代码


package com.zxy.xianxingbiao;

import java.util.Arrays;

public class MyLinearList<E> {
    private Object[] arr; // 底层的结构
    private int index = -1; // 代表元素的索引位置
    private int size; // 当前线性表的长度
    private int LinearListLength = 4; // 线性表的默认长度
    
    public boolean empty() {
        return this.size == 0 ? true : false;
    }
    
    public E add(E item) {
        // 先初始化线性表
        capacity();
        // 初始化完成后先把index指针后移一位，也就是+1
        // 后移一位之后将要添加的元素赋值到数组中
        this.arr[++index] = item;
        System.out.println(index);
        // 添加完成后长度+1
        this.size++;
        return item;
    }
    
    public E insert(int index, E item) {
        System.out.println(size);
        for (int i = index; i < size; i++) {
            arr[i + 1] = arr[i];
        }
        arr[index] = item;
        this.size++;
        return item;
    }
    
    public E getIndex(int index) {
        return (E) this.arr[index];
    }
    
    public E pop(int index) {
        E e = getIndex(index);
        if (e != null) {
            for (int i = index; i < size; i++) {
                arr[i] = arr[i + 1];
            }
            this.size--;
            return e;
        } else {
            return null;
        }
    }
    
    public void getAll() {
        for (Object o : this.arr) {
            System.out.println(o);
        }
    }
    
    private void capacity() {
        // 数组初始化
        if (this.arr == null) {
            this.arr = new Object[this.LinearListLength];
        }
        // 以1.5倍对数组扩容
        if (this.size - (this.LinearListLength - 1) >= 0) { // 如果当前数组的元素个数大于了当前数组的最后一个索引值
            this.LinearListLength = this.LinearListLength + (this.LinearListLength >> 1); // 位运算，让长度变成原来的1/2
            this.arr = Arrays.copyOf(this.arr, this.LinearListLength); // 复制一个新的数组，用新开辟的长度
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        MyLinearList<String> list = new MyLinearList<>();
        list.add("a");
        list.add("b");
        list.add("c");
        System.out.println(list.getIndex(1));
        list.pop(1);
        System.out.println(list.getIndex(1));
        list.getAll();
    }
}