数据结构~基础1~线性表【《数组、链表、栈、队列》的设计】

数据结构~基础1~线性表【《数组、链表、栈、队列》的设计】

 

1， 数组： 【顺序存储，元素地址是连续的】

■  索引

■  数组的致命缺点：无法修改容量

■ 动态数组

□  添加、删除逻辑：挪动空间

　　□  添加：从最后一个元素开始到插入位置的元素，往后挪【当前元素覆盖后一个元素】

　　□  删除：从当前删除元素的后一个元素开始到最后一个元素，往前挪【当前元素覆盖前一个元素】

//添加
for(int i = size - 1; i >= index; i--) {
    elements[i + 1] = elements[i];
}

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

● 补充一下代码性能的优化：

 

 

 

 

□    缩容同理

■   JDK中内置了一个动态数组类：java.util.ArrayList

 

2，链表：

■  动态数组有个明显的缺点：可能会造成内存空间的大量浪费

■  结点添加、删除：

//添加【头指针情况--要分类，分是否插入到第一个位置】：
if (index == 0) {//第一个位置
    first = new Node<>(element, first);
} else {//其他位置：先找到插入结点的前一个结点prev
    Node<E> prev = node(index - 1);
    //当前结点的next先指向prev的后一个结点，然后prev的next再指向当前结点
    prev.next = new Node<>(element, prev.next);
}

//删除结点【头指针情况--要分类，分是否插入到第一个位置】：
if (index == 0) {
    first = first.next;
} else {
    Node<E> prev = node(index - 1);
    prev.next = node.next;
}

//添加【头结点情况--也要分类，只是分类完可以同一处理】
Node<E> preNode = (index == 0) ? first : node(index - 1);
preNode.next = new Node<E>(element, preNode.next);

//删除结点头结点情况--也要分类，只是分类完可以同一处理】
Node<E> preNode = (index == 0) ? first : node(index - 1);
preNode.next = preNode.next.next;

 

2-1，链表【升级】：

■   JDK中内置了一个动态链表类：java.util.LinkedList

 

 ■  添加和删除：

//添加【双向链表】——【分类：添加到最后位置时(这里还要考虑空链表的情况)， 其他位置(还要考虑到添加到第一个位置时)】
        // size == 0
        // index == 0
        if (index == size) { // 往最后面添加元素
            Node<E> oldLast = last;
            last = new Node<>(oldLast, element, null);
            if (oldLast == null) { // 这是链表添加的第一个元素
                first = last;
            } else {
                oldLast.next = last;
            }
        } else {    //  添加到其他位置
            Node<E> next = node(index); 
            Node<E> prev = next.prev; 
            Node<E> node = new Node<>(prev, element, next);
            next.prev = node;
            
            if (prev == null) { // index == 0【添加到第一个位置】
                first = node;
            } else {
                prev.next = node;
            }
        }

//删除【双向链表】——【分类：删除最后位置和删除第一个位置】
        // index == 0
        // index == size - 1
        Node<E> node = node(index);
        Node<E> prev = node.prev;
        Node<E> next = node.next;
        
        if (prev == null) { // index == 0
            first = next;
        } else {
            prev.next = next;
        }
        
        if (next == null) { // index == size - 1
            last = prev;
        } else {
            next.prev = prev;
        }

 

3，栈：
■ 栈是一种特殊的线性表，只能在一端进行操作。【入栈、出栈 都是栈顶那一端】

■  后进先出的原则

■  入栈push( );  出栈 pop( );   栈顶peek( );

■  java中使用Deque的LinkedList实现

 

4,队列：

■ 队列是一种特殊的线性表，只能在头尾两端进行操作

■  先进先出的原则

■  只能在尾部入队：入队offer( );  只能在头部出栈：出队poll( );   队顶peek( );

■  java中使用Queue的LinkedList实现