浅谈数组和链表
写在前面：
数组和链表是数据结构中最基础的两种结构,其他的都是由这两者转化而来；
因此，掌握这两种结构至关重要！下面，时光就带大家来学习一下数组和链表；
思维导图：
1，什么是线性表？
线性表是具有相同类型的n（>=0）个数据元素的有限序列（a0,a1,a2,…,an），ai是表项，n是表长度；
那么为什么要提到线性表呢？
因为数组和链表都是线性表的结构，只不过它们的存储方式不一样；
根据存储方式不同，可将线性表分为顺序表和链式表；
线性表是数据结构中的逻辑结构。可以存储在数组上，也可以存储在链表上。
一句话，用数组来存储的线性表就是顺序表。
2，数组和链表
数组：在内存中，是一块连续的内存区域；
链表：是由不连续的内存空间组成；
3，数组和链表的区别
数组优点： 随机访问性强，查找速度快（连续内存空间导致的）；
数组缺点： 插入和删除效率低 可能浪费内存 内存空间要求高，必须有足够的连续内存空间。数组大小固定，不能动态拓展链表的优点： 插入删除速度快 内存利用率高，不会浪费内存 大小没有固定，拓展很灵活。（每一个数据存储了下一个数据的地址，增删效率高）
链表的缺点：不能随机查找，必须从第一个开始遍历，查找效率低
4，数组和链表的代码实现
说了这么多，让我们用代码来写一个数组和链表。
数组：
1，先写一个实体类DynamicArray；
主要包括属性有数组容量，结点数据和数组长度；
1package com.java.model; 2 3public class DynamicArray { 4 //动态数组最大容量 5 public final static int capacity = 100; 6 7 //顺序表的结点数据 8 public int[] data; 9 //顺序表的长度，用来标识数组中的元素个数 10 public int size; 11 12 //构造函数 13 public DynamicArray(int[] data, int size) { 14 this.data = data; 15 this.size = size; 16 } 17}
2，再写数组方法类DynamicArrayDao；
主要包括数组的各种操作方法，插入、查找等；
1package com.java.dao; 2 3import com.java.model.DynamicArray; 4import static com.java.model.DynamicArray.capacity; 5 6public class DynamicArrayDao { 7 8 //初始化数组 9 public DynamicArray Init_Array(){ 10 //数组数据域初始化 11 int[] data1=new int[capacity]; 12 13 //DynamicArray初始化 14 DynamicArray myArray=new DynamicArray(data1,0); 15 16 //数组赋值 17 for(int i=0;i<capacity;i++){ 18 myArray.data[i]=0; 19 } 20 return myArray; 21 } 22 23 //插入指定值 24 public void PushBack_Array(DynamicArray array,int value){ 25 if(array==null){ 26 return; 27 } 28 //如果线性表容量小于或等于数组容量 29 if(array.size==capacity){ 30 return; 31 } 32 //插入元素 33 array.data[array.size]=value; 34 array.size++; 35 } 36 37 //根据位置删除 38 public void RemoveByPos_Array(DynamicArray array,int pos){ 39 if (array == null){ 40 return; 41 } 42 //判断位置是否有效 43 if(pos < 0 || pos >= array.size){ 44 return; 45 } 46 //删除元素 47 for (int i = pos; i < array.size -1; i ++){ 48 array.data[i] = array.data[i + 1]; 49 } 50 array.size--; 51 } 52 53 //查找元素,返回该值第一次出现时对应的下标位置 54 public int Find_Array(DynamicArray array,int value){ 55 if(array==null){ 56 return -1; 57 } 58 //找到该值第一次出现的位置，-1表示没有找到； 59 int pos=-1; 60 for(int i=0;i<array.size;i++){ 61 if(array.data[i]==value){ 62 pos=i; 63 break; 64 } 65 } 66 return pos; 67 } 68 69 //根据位置查找到某个元素 70 public int At_Array(DynamicArray array,int pos){ 71 if(array==null){ 72 return -1; 73 } 74 return array.data[pos]; 75 } 76 77 //根据值删除 78 public void RemoveByValue_Array(DynamicArray array,int value){ 79 if(array==null){ 80 return; 81 } 82 //首先找到该值对应的数组下标 83 int pos=Find_Array(array,value); 84 //调用根据位置删除的方法 85 RemoveByPos_Array(array,pos); 86 } 87 88 //打印 89 public void Print_Array(DynamicArray array){ 90 if(array==null){ 91 return; 92 } 93 for(int i=0;i<array.size;i++){ 94 System.out.print(array.data[i]+","); 95 } 96 } 97 98 //清空数组 99 public void Clear_Array(DynamicArray array){ 100 if(array==null){ 101 return; 102 } 103 for(int i=0;i<array.size;i++){ 104 array.data[i]=0; 105 } 106 array.size=0; 107 } 108 109 //获得动态数组当前元素个数 110 public int Size_Array(DynamicArray array){ 111 if(array==null){ 112 return -1; 113 } 114 return array.size; 115 } 116}
3，主函数Main；
包括测试各种函数等；
1package com.java.main; 2 3import com.java.dao.DynamicArrayDao; 4import com.java.model.DynamicArray; 5import static com.java.model.DynamicArray.capacity; 6 7public class DynamicArrayMain { 8 public static void main(String[] args) { 9 DynamicArrayDao dynamicArrayDao=new DynamicArrayDao(); 10 //初始化动态数组 11 DynamicArray myArray=dynamicArrayDao.Init_Array(); 12 System.out.println("初始化动态数组:"); 13 //获取容量 14 System.out.println("数组容量:"+capacity); 15 System.out.println("数组实际大小:"+dynamicArrayDao.Size_Array(myArray)); 16 //插入元素 17 for(int i=0;i<10;i++){ 18 dynamicArrayDao.PushBack_Array(myArray,i); 19 } 20 System.out.println(); 21 22 System.out.println("插入元素之后:"); 23 //获取容量 24 System.out.println("数组容量:"+capacity); 25 System.out.println("数组实际大小:"+dynamicArrayDao.Size_Array(myArray)); 26 System.out.println(); 27 28 //打印插入元素 29 System.out.println("打印插入的元素:"); 30 dynamicArrayDao.Print_Array(myArray); 31 System.out.println(); 32 33 //根据元素位置删除元素 34 dynamicArrayDao.RemoveByPos_Array(myArray,2); 35 //根据元素值删除元素 36 dynamicArrayDao.RemoveByValue_Array(myArray,7); 37 System.out.println(); 38 39 //打印删除后的数组 40 System.out.println("打印删除后的元素:"); 41 dynamicArrayDao.Print_Array(myArray); 42 System.out.println(); 43 44 //查找元素为5的位置 45 System.out.println(); 46 System.out.print("元素5的位置为: "); 47 int pos=dynamicArrayDao.Find_Array(myArray,5); 48 System.out.println(pos); 49 50 //查找位置为7的元素值 51 System.out.println(); 52 System.out.print("位置为7的元素为: "); 53 int value=dynamicArrayDao.At_Array(myArray,7); 54 System.out.println(value); 55 56 //获取容量 57 System.out.println(); 58 System.out.println("此时的数组容量:"+capacity); 59 System.out.println("此时的数组实际大小:"+dynamicArrayDao.Size_Array(myArray)); 60 System.out.println(); 61 } 62}
运行效果：
链表：
1，先建立链表结点以及整个链表的实体类；
这里有两个实体类：
LinkNode是结点，包括结点的数据域和指针域；
LinkList是整个链表，包括头结点以及链表元素个数；
1package com.java.model; 2 3public class LinkNode { 4 //链表结点的数据域 5 public Object data; 6 //链表结点的指针域 7 public LinkNode next; 8 9 public LinkNode() { 10 super(); 11 // TODO Auto-generated constructor stub 12 } 13 14 //构造方法 15 public LinkNode(Object data, LinkNode next) { 16 super(); 17 this.data = data; 18 this.next = next; 19 } 20 21}
1package com.java.model; 2 3public class LinkList { 4 //链表的头结点 5 public LinkNode head; 6 //链表的元素个数 7 public int size; 8 9 public LinkList() { 10 super(); 11 // TODO Auto-generated constructor stub 12 } 13 14 ///构造方法 15 public LinkList(LinkNode head, int size) { 16 super(); 17 this.head = head; 18 this.size = size; 19 } 20 21}
2，再写链表方法类LinkListDao；
1package com.java.dao; 2 3import com.java.model.LinkList; 4import com.java.model.LinkNode; 5 6public class LinkListDao { 7 //初始化链表 8 public LinkList Init_LinkList(){ 9 //设置头结点的指针域和数据域 10 LinkNode node=new LinkNode(0,null); 11 LinkList list=new LinkList(node,0); 12 return list; 13 } 14 //指定位置插入 15 public void Insert_LinkList(LinkList list, int pos, Object data){ 16 //判断list是否有效 17 if(list==null){ 18 return; 19 } 20 //判断data是否有效 21 if (data==null){ 22 return; 23 } 24 //判断位置pos是否有效 25 if (pos<0 || pos>list.size){ 26 //在链表的尾部插入 27 pos = list.size; 28 } 29 30 //第一步，创建新的结点，也就是待插入的结点 31 LinkNode newNode=new LinkNode(data,null); 32 //第二步，找到待插入结点前面一个结点pCurrent，并使其等于list的头结点 33 LinkNode pCurrent=list.head; 34 for(int i = 0 ; i < pos ; i++){ 35 pCurrent=pCurrent.next; 36 } 37 //第三步，新结点入链表，进行插入操作 38 newNode.next=pCurrent.next; 39 pCurrent.next=newNode; 40 //第四步，链表的size要加1 41 list.size++; 42 43 } 44 //删除指定位置的值 45 public void RemoveByPos_LinkList(LinkList list, int pos){ 46 if(list==null){ 47 return; 48 } 49 if(pos<0||pos>=list.size){ 50 return; 51 } 52 //第一步，找到待删除结点的前面一个结点pCurrent 53 LinkNode pCurrent=list.head; 54 for (int i = 0; i < pos; i++) { 55 pCurrent=pCurrent.next; 56 } 57 //第二步，进行删除操作 58 pCurrent.next=pCurrent.next.next; 59 //第三步，链表的size要减1 60 list.size--; 61 } 62 //获得链表的长度 63 public int Size_LinkList(LinkList list){ 64 return list.size; 65 } 66 //查找指定元素的位置 67 public void Find_LinkList(LinkList list, Object data){ 68 //注意这里要从头结点的下一个结点开始，因为头结点不存放数据信息 69 LinkNode pCurrent=list.head.next; 70 for (int i = 0; i < list.size; i++) { 71 if(pCurrent.data==data){ 72 System.out.print(i+","); 73 } 74 pCurrent=pCurrent.next; 75 } 76 } 77 //返回第一个结点元素的值 78 public Object Front_LinkList(LinkList list){ 79 return list.head.next.data; 80 } 81 //打印链表结点 82 public void Print_LinkList(LinkList list){ 83 if(list==null){ 84 return; 85 } 86 LinkNode pCurrent=list.head.next; 87 for (int i = 0; i < list.size; i++) { 88 System.out.print(pCurrent.data+","); 89 pCurrent=pCurrent.next; 90 } 91 } 92 93}
3，主函数Main；
测试各种方法类；
1package com.java.main; 2 3import com.java.dao.LinkListDao; 4import com.java.model.LinkList; 5 6public class LinkListMain { 7 public static void main(String[] args) { 8 LinkListDao linkListDao=new LinkListDao(); 9 //创建链表 10 LinkList list=linkListDao.Init_LinkList(); 11 12 //数据插入链表 13 linkListDao.Insert_LinkList(list, 0, "A"); 14 linkListDao.Insert_LinkList(list, 1, "B"); 15 linkListDao.Insert_LinkList(list, 2, "C"); 16 linkListDao.Insert_LinkList(list, 3, "D"); 17 linkListDao.Insert_LinkList(list, 4, "D"); 18 19 //打印链表 20 System.out.println("插入数据之后的链表为:"); 21 linkListDao.Print_LinkList(list); 22 System.out.println(); 23 24 //删除指定位置的值 25 linkListDao.RemoveByPos_LinkList(list, 2); 26 27 //打印链表 28 System.out.println("删除元素C之后的链表为:"); 29 linkListDao.Print_LinkList(list); 30 System.out.println(); 31 32 //获得链表长度 33 System.out.println("链表长度为:"); 34 System.out.println(linkListDao.Size_LinkList(list)); 35 36 //查找值为3的位置 37 System.out.println("值为D的位置为:"); 38 linkListDao.Find_LinkList(list, "D"); 39 System.out.println(); 40 41 //返回第一个结点元素的值 42 System.out.println("第一个结点元素为:"); 43 System.out.println(linkListDao.Front_LinkList(list)); 44 } 45}
运行结果：
文中代码格式是仿照MVC模式写的，建议大家也这样写，比较整齐我感觉。
这次就分享到这里了，后续还有一系列的数据结构的文章哦，请大家期待！
右下角点个再看吧！蟹蟹哦~
不忘初心，方得始终
