数组&链表【Java算法（二）】
本章内容代码占主要（且经过编译运行）
- IDE：IntelliJ IDEA 2021.2.1
- JDK：Java8
目录
项目架构：
1.数组
1.1 通过数组下标查询数组内容
Search.java
/*
数组查询：通过下标即可
时间复杂度: O(1)
空间复杂度: 根据定义的数组长度,成正比
*/
public class Search {
public static void main(String[] args) {
int[] array = new int[]{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
//通过下标,找到对应的数值
System.out.println(array[0]);//找数组的第一个数
}
}1.2 更新数组（改变数组当中的一些值）
UpdateArray.java
/*
更新数组：通过下标来查找数组,并对其进行赋值
*/
public class UpdateArray {
public static void main(String[] args) {
int[] array = new int[]{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
//对数组进行遍历
System.out.print("数组更新前：[");
for(int i:array){
System.out.print(i);
if(i != array.length - 1){
System.out.print(",");
}
}
System.out.println("]");
//对数组进行更新
array[0] = 100;//将数组的第1个数进行修改，值为100
//对数组进行遍历
System.out.print("数组更新后：[");
for(int i:array){
System.out.print(i);
if(i != array.length - 1){
System.out.print(",");
}
}
System.out.println("]");
}
}1.3 对数组进行增加与删除
Array.java
该类可以单独拿出来，添加了泛型
/*
数组类(加入泛型)
*/
import java.util.AbstractList;
public class Array<E>{
private static final long serialVersionUID = 1234543876543654L;
private E[] array;
private int size;//数组中存储的元素个数
/**
* 创建Array类的实例
*/
public Array(){
array = (E[]) new Object[10];//未指定时,存储空间为10
}
/**
* 创建Array类的实例,并指定存储空间大小
* @param capacity int 存储空间大小
*/
public Array(int capacity){
if(capacity > 0){
//创建一个存储空间为size的数组
array = (E[]) new Object[capacity];
}else if(capacity == 0){
array = (E[]) new Object[]{};
}else{
//手动抛出异常,参数size非法
throw new IllegalArgumentException("参数size的值小于0!参数size的值：" + capacity);
}
}
//设置数组(扩容时需要将地址赋值给属性)
public void setArray(E[] array){
this.array = array;
}
//获取元素个数
public int getSize(){
return size;
}
//获取数组长度
public int getArrayLength(){
return array.length;
}
/**
* 数组的中间插入、超范围插入(扩容)
* @param index 插入的位置
* @param element 插入的元素
*/
public void insert(int index , E element){
//判断数组是否需要扩容
if(size >= array.length){
expandCapacity(size);
}
//判断index是否超出数组范围
if(index < 0 || index > size){//index == size时,相当于尾部插入
throw new IllegalArgumentException("参数index不符合范围！参数index的值：" + index);
}
//在数组下标index以及之后的元素依次往后移一位
for(int i = size - 1;i >= index;i--){
array[i + 1] = array[i];//元素往后移
}
//将元素插入数组下标index处 ==> 数组更新操作
array[index] = element;
//插入后,元素个数增加,size加1
size++;
}
/**
* 插入元素,直接在尾部添加
* @param element 插入的元素
*/
public void insert(E element){
//判断数组是否需要扩容,同样需要判断(数组可能无剩余空间,需扩容)
if(size >= array.length){
expandCapacity(size);
}
array[size] = element;//在数组尾部插入数据
//插入后,元素个数增加,size加1
size++;
}
/**
* 对数组进行扩容
* @param size 数组中元素个数
*/
public void expandCapacity(int size){
//扩容成原来的数组的两倍
E[] newArray = (E[]) new Object[array.length * 2];
//将原来数组中的元素全部复制到新数组当中
if (size >= 0) System.arraycopy(array, 0, newArray, 0, size);
//将扩容后的数组的首地址赋值给array(该类的属性)
setArray(newArray);
}
/**
* 删除数组当中的元素
* @param index 删除元素的数组下标
*/
public void deleteElement(int index){
//判断index是否超出数组范围
if(index < 0 || index >= size){
throw new IllegalArgumentException("参数index不符合范围！无法删除该index位置的值：" + index);
}
for(int i = index;i < size - 1;i++){
array[i] = array[i+1];
}
//删除元素后,size减一
size--;
}
@Override
public String toString() {
String str = "[";
//只遍历数组当中的元素个数
for(int i = 0;i < size;i++){
str += array[i];
//当不是最后1个元素,需要加逗号
if(i != size - 1){
str += ",";
}
}
//最后加一个"]"结尾
str += "]";
return str;
}
}Add.java
用来对Array.java测试用的
/*
对数组进行增加数据
1.中间插入
2.尾部插入
3.超范围插入(涉及到扩容问题)
*/
import java.util.ArrayList;
public class TestArray {
public static void main(String[] args) {
Array<String> array = new Array<>(3);
array.insert("张三");
array.insert("李四");
array.insert("王五");
array.insert("钱六");
System.out.println(array);
Array<Integer> array1 = new Array<>(5);
array1.insert(1);
array1.insert(2);
array1.insert(3);
array1.insert(4);
System.out.println(array1);
}
public void test1(){
ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>();
}
public void test2(){
Array array = new Array(3);
array.insert(0,1);
System.out.println(array);
array.insert(1,2);
System.out.println(array);
array.insert(3);
System.out.println(array);
array.insert(3,4);
System.out.println(array);
System.out.println("删除第2个元素[数组坐标：1]:");
array.deleteElement(1);
System.out.println(array);
System.out.println("增加元素:");
array.insert(5);
System.out.println(array);
}
}2.链表
链表都放在一个类中，可以直接使用。
LinkedList.java该类中没有包含主方法(main)
/*
链表
*/
public class LinkedList {
//创建一个节点
private class Node{
int data;//数据
Node next;//下一个节点
//构造器
Node(int data){
this.data = data;
}
}
private Node head;//头结点
private Node tail;//尾部节点
private int size;//链表中的元素个数
/**
* 插入
* @param index 插入的位置
* @param element 插入的元素
*/
public void insert(int index,int element){
//判断index是否超出数组范围
if(index < 0 || index > size){//index == size时,相当于尾部插入
throw new IllegalArgumentException("参数index不符合范围！参数index的值：" + index);
}
Node insertedNode = new Node(element);//创建一个节点,方便插入到链表当中
if(index == 0){
//插入的位置是头结点
insertedNode.next = head;//”插入节点”的下一个节点 ——> 原先的头结点
head = insertedNode;//将该节点设置为”头结点”
}else if(index == size){
//插入的位置是尾部
Node preNode = get(index - 1);//找打前一个节点
preNode.next = insertedNode;//将"要插入的节点"插入到链表当中
tail = insertedNode;//并将该节点设置成尾部节点
}else{
//这里属于中间插入的部分
Node preNode = get(index - 1);//找到前一个节点
Node nextNode = preNode.next;//这里只需要1个next(因为insertedNode还没有插入进来)
//将"要插入的节点"插入链表当中
preNode.next = insertedNode;//将"原先的前一个节点"的后1个节点 ——> "要插入的节点"
insertedNode.next = nextNode;
}
size++;//插入后,元素个数加1
}
/**
* 删除链表中的节点
* @param index
*/
public void deleteElement(int index){
//判断index是否超出数组范围
if(index < 0 || index >= size){
throw new IllegalArgumentException("参数index不符合范围！无法删除参数index的值：" + index);
}
if(index == 0){
//删除头结点
if(size == 1){//判断该链表是否只有1个元素
//如果只有1个元素,删除即可
size = 0;//设置为0,元素个数为0
}
//如果元素个数大于1
Node node = head.next;//找到当前头结点的下一个节点
head = node;//将该节点设置成头结点
}else if(index == size - 1){//链表的尾部节点
Node node = get(index - 1);//找到尾部节点的前一个节点
node.next = null;//将node节点的下一个节点设置为空
tail = node;//将该节点设置成尾部节点
}else{
//要删除的节点在中间
Node preNode = get(index - 1);//找到前一个节点
Node nextNode = get(index).next;
preNode.next = nextNode;
}
size--;//删除后,元素个数减一
}
/**
* 查询链表当中的节点
* @param index 查询节点的下标
* @return
*/
public Node get(int index){
//判断index是否超出数组范围
if(index < 0 || index >= size){
throw new IllegalArgumentException("参数index不符合范围！参数index的值：" + index);
}
Node SearchNode = head;//要查询的节点
//从头结点开始遍历
for (int i = 0;i < index;i++){ //时间复杂度:O(n)
SearchNode = SearchNode.next;//一直找到要SearchNode前一个节点 (故i < index)
}
return SearchNode;//返回查询的节点
}
public void printList(){
Node node = head;
for(int i = 0;i < size;i++){
System.out.println(node.data);
node = node.next;//打印下一个节点
}
}
}TestList.java用来测试LinkedList.java文件
/*
测试链表
*/
public class TestList {
public static void main(String[] args) {
LinkedList list = new LinkedList();
list.insert(0,1);
list.insert(1,2);
list.insert(2,3);
list.insert(3,4);
list.insert(4,5);
list.insert(5,6);
list.insert(6,7);
list.printList();
System.out.println("删除链表中的节点：");
list.deleteElement(3);//元素：4
list.printList();
System.out.println("删除链表中的节点：");
list.deleteElement(3);//元素：5
list.printList();
}
}视频地址：点击链接，观看视频
完
