数据结构01-线性表

Posted 2021-11-26 xiaobai1202

说明：由于该数据结构是由java并且是原生实现，所以与C有一些出入，不过原理是相同的

1线性表的定义

　　一个线性表是由n个元素构成的有限序列（n>=0）。n=0时，线性表称为空表；当n>0时，线性表表示为（a1,a2,a3...an）a1称为线性表的第一个元素，an成为线性表的最后一个元素。除了第一个元素没有前驱结点和最后一个元素没有后继结点之外，其他节点都有唯一的前驱结点和后继结点。

2 实现原理

　　线性表是用数组实现的，包含一个数组和一个表示当前线性表大小的size ：

class List<T>{
     T[]  sorte;
     int length;
}

3 顺序表的基本操作

　　1.init 　　　　初始化 生成一个空的线性表

　　2.clear　　　 清空，删除线性表中全部元素，逻辑上清空线性表

　　3.destory　　 销毁线性表，不再使用该线性表（注意删除与清空的区别）

　　4.empty　　   判断当前线性表是否为空

　　5.length　　   获取线性表当前的长度

　　6.insert 　　   插入一个元素

　　7.erase 　　  删除第i个元素

　　8.remove　　删除全部值为data的元素

　　9.add 　　     添加一个元素到末尾

4 代码实现

　　4.1 线性表代码实现

　　　　

  1  2 
  3 import java.util.ArrayList;
  4 import java.util.Arrays;
  5 import java.util.Objects;
  6 
  7 /**
  8  * @Author: xiaobai
  9  * @Date: 2019/4/30 22:03
 10  * @email: 
 11  * @address: 
 12  * @desc: 模拟线性表操作
 13  * @Version 1.0
 14  */
 15 @SuppressWarnings("ALL")
 16 public final class List<T> {
 17     /**
 18      * 用于存储值的数组 是线性表的核心(使用时根据泛型强转即可)
 19      */
 20     private Object[] store;
 21 
 22     /**
 23      * 当前线性表的长度
 24      */
 25     private int length;
 26 
 27     /**
 28      * 在第index个位置添加元素 索引从0开始
 29      * @param index 添加位置
 30      * @param data 被添加的元素
 31      * @return 插入结果
 32      */
 33     public boolean insert(int index,T data){
 34         //先判断是否在线性表之内
 35         if(index>this.length || 0 > index){
 36             return false;
 37         }
 38         //如果存储控件不够则需要进行扩容操作
 39         if(this.length+1>store.length){
 40             dilatation();
 41         }
 42         //将要插入的数据之后的每一位都向后移动
 43         for(int j = this.length+1;j>=index;j--){
 44             store[j] = store[j-1];
 45         }
 46         //插入数据
 47         store[index-1] = data;
 48         //添加数据，长度加一
 49         this.length++;
 50 
 51         return true;
 52     }
 53 
 54     /**
 55      * 删除线性表中第i个元素
 56      * @param i 被删除元素的位置
 57      * @return 删除的元素 删除失败返回null
 58      */
 59     public T erase(int i){
 60         //如果索引不合法  返回null
 61         if(i>this.length || 0>i){
 62             return null;
 63         }
 64         //先将被删除的元素取出
 65         T curr = (T)this.store[i];
 66         //从被删除元素位置开始 依次向前移动一个位置
 67         for(int j = i;j<length-1;j++){
 68             this.store[j] = this.store[j+1];
 69         }
 70         //删除数据 长度减一
 71         this.length--;
 72         return curr;
 73     }
 74 
 75     /**
 76      * 删除与data相等的元素
 77      * @param data 比较相等的元素
 78      * @return 删除的个数
 79      */
 80     public int remove(T data){
 81         //被删除元素的个数
 82         int count = 0;
 83         for(int i=0;i<=this.length;i++){
 84             //如果相等 说明应该删除
 85             if(compare(data,(T)this.store[i])){
 86                 //删除一个元素
 87                 T del = erase(i);
 88                 if(null != del){
 89                     //如果删除成功 则删除元素个数加一
 90                     count ++;
 91                 }
 92             }
 93         }
 94         return count;
 95     }
 96 
 97     /**
 98      * 向顺序表末尾添加一个数据
 99      * @param data 被添加的数据
100      * @return 添加结果
101      */
102     public boolean add(T data){
103         //如果长度不够 则扩容
104         if(this.length+1>this.store.length){
105             dilatation();
106         }
107         this.store[this.length++] = data;
108         return true;
109     }
110 
111     /**
112      * 相当于init方法，这里使用构造方法进行初始化
113      */
114     public List(){
115         this(16);
116     }
117 
118     /**
119      * 相当于init方法，这里使用构造方法进行初始化
120      * @param defalut 初始化大小，如果不指定 默认16
121      */
122     public List(int defalut){
123         this.store = new Object[defalut];
124         this.length = 0;
125     }
126 
127     /**
128      * 清空线性表  逻辑清空 让长度等于0 即可
129      */
130     public void clear(){
131         this.length = 0;
132     }
133 
134     /**
135      * 销毁线性表 使该线性表不可用
136      */
137     public void destroy(){
138         //这是不安全的  会导致空指针异常
139         this.store = null;
140         this.length = 0;
141     }
142 
143     /**
144      *判断线性表是否为空
145      * 为空返回true 不为空返回false
146      */
147     public boolean empty(){
148         return this.length==0;
149     }
150 
151     /**
152      * 获取线性表的长度
153      */
154     public int length(){
155         return this.length;
156     }
157 
158     /**
159      * 扩容操作
160      */
161     private void dilatation(){
162         //开辟一个原数组1.5倍长度的新数组
163         Object[] newStore = new Object[(int)(store.length*1.5)];
164         //将原来的值拷贝过来
165         System.arraycopy(store,0,newStore,0,store.length);
166         //使用新的数组，原数组由于没有引用会被GC线程回收
167         store = newStore;
168     }
169 
170     /**
171      * 比较方法，用于判断两个对象是否相等
172      * 一般要求使用者重写这个方法或者重写所存储类型的equals方法
173      * @param t1 被比较对象1
174      * @param t2 被比较对象2
175      * @return 比较结果
176      */
177     public boolean compare(T t1,T t2){
178         //若有引用为空 认为不相等
179         if(null == t1 || null == t2){
180             return false;
181         }
182         //基本类型值相等 引用类型地址相等认为相等
183         if(t1 == t2){
184             return true;
185         }
186         //若地址不想等或者引用不相等 则调用存储对象的equals方法比较
187         return t1.equals(t2);
188     }
189 
190 
191     @Override
192     public String toString() {
193         StringBuilder sb = new StringBuilder().append("hashcode = "+this.hashCode()+"  ").append("[");
194         for(int i=0;i<this.length;i++){
195             sb.append(this.store[i]+" ");
196         }
197         sb.append("]");
198         return sb.toString();
199     }
200 }

　　4.2测试代码及结果

　　　　

 1 /**
 2  * @Author: xiaobai
 3  * @Date: 2019/4/30 22:53
 4  * @email:
 5  * @address:
 6  * @Version 1.0
 7  */
 8 public class TestMyList {
 9     public static void main(String[] args) {
10         System.out.println("初始化线性表");
11         List<Integer> testList = new List<>();
12         System.out.println("当前线性表长度 "+testList.length());
13         System.out.println("线性表是否为空 "+testList.empty());
14         for(int i=1;i<=20;i++){
15             testList.add(i);
16         }
17         System.out.println("添加20个元素后线性表长度 "+testList.length());
18         System.out.println("线性表内容 "+testList);
19 
20         System.out.println("在第五个位置上插入100 "+testList.insert(5,100));
21         System.out.println("插入后的线性表 "+testList);
22 
23         System.out.println("删除第0个位置的数据 "+testList.erase(0));
24         System.out.println("删除后的线性表 "+testList);
25 
26         //再插入两个8 加上之前的一共有三个8
27         testList.add(8);testList.add(8);
28         System.out.println("删除所有值为8的元素 共删除： "+testList.remove(8));
29         System.out.println("删除8后的线性表 "+testList);
30 
31         testList.clear();
32         System.out.println("清空线性表后线性表长度："+testList.length());
33         System.out.println("清空后的线性表 "+testList);
34 
35         testList.destroy();
36 
37     }
38 }

 

　　　　运行结果：