互联网网站案例,阳泉住房和城乡建设厅网站,外贸网站开发多少钱,wordpress云典一 、顺序表和链表
线性表#xff08;linear list#xff09;是n个具有相同特性的数据元素的有限序列。 线性表是一种在实际中广泛使用的数据结构#xff0c; 常见的线性表#xff1a;顺序表、链表、栈、队列…
线性表在逻辑上是线性结构#xff0c;也就说是连续的一条直…一 、顺序表和链表
线性表linear list是n个具有相同特性的数据元素的有限序列。 线性表是一种在实际中广泛使用的数据结构 常见的线性表顺序表、链表、栈、队列…
线性表在逻辑上是线性结构也就说是连续的一条直线。 但是在物理结构上并不一定是连续的 线性表在物理上存储时通常以数组和链式结构的形式存储。
1. 顺序表
顺序表是用一段物理地址连续的存储单元依次存储数据元素的线性结构 一般情况下采用数组存储。 在数组上完成数据的增删查改。
// 顺序表的实现public class SeqList {// 打印顺序表public void display() { }// 新增元素,默认在数组最后新增public void add(int data) { }// 在 pos 位置新增元素public void add(int pos, int data) { }// 判定是否包含某个元素public boolean contains(int toFind) { return true; }// 查找某个元素对应的位置public int indexOf(int toFind) { return -1; }// 获取 pos 位置的元素public int get(int pos) { return -1; }// 给 pos 位置的元素设为 valuepublic void set(int pos, int value) { }//删除第一次出现的关键字keypublic void remove(int toRemove) { }// 获取顺序表长度public int size() { return 0; }// 清空顺序表public void clear() { }}2. 链表 链表是一种物理存储结构上非连续存储结构 数据元素的逻辑顺序是通过链表中的引用链接次序实现的 。
实际中链表的结构非常多样 以下情况组合起来就有8种链表结构
单向或者双向: 带头或者不带头: 循环或者非循环: 无头单向非循环链表 结构简单一般不会单独用来存数据。 实际中更多是作为其他数据结构的子结构 如哈希桶、图的邻接表等等。 无头双向链表: 在Java的集合框架库中LinkedList底层实现就是无头双向循环链表。
// 无头单向非循环链表实现:
public class SingleLinkedList { //头插法public void addFirst(int data);//尾插法public void addLast(int data); //任意位置插入,第一个数据节点为0号下标 public boolean addIndex(int index,int data); //查找是否包含关键字key是否在单链表当中 public boolean contains(int key); //删除第一次出现关键字为key的节点 public void remove(int key); //删除所有值为key的节点public void removeAllKey(int key); //得到单链表的长度public int size();public void display();public void clear();}一 、List
1. 什么是List
在集合框架中List是一个接口继承自Collection并不能直接用来实例化。
站在数据结构的角度来看List就是一个线性表 即n个具有相同类型元素的有限序列 在该序列上可以执行增删改查以及变量等操作。
List是个接口并不能直接用来实例化。 如果要使用必须去实例化List的实现类。 在集合框架中ArrayList和LinkedList都实现了List接口。 Collection也是一个接口 该接口中规范了后序容器中常用的一些方法 具体如下所示 Iterable也是一个接口 表示实现该接口的类是可以逐个元素进行遍历的 具体如下
2. List提供的方法 常用方法
三 、ArrayList
在集合框架中ArrayList是一个普通的类实现了List接口 具体框架图如下 ArrayList实现了RandomAccess接口 表明ArrayList支持随机访问。
ArrayList实现了Cloneable接口 表明ArrayList是可以clone的。
ArrayList实现了Serializable接口 表明ArrayList是支持序列化的。
ArrayList不是线程安全的在单线程下可以使用 在多线程中可以选择线程安全的Vector或者CopyOnWriteArrayList 。
ArrayList底层是一段连续的空间并且可以动态扩容 是一个动态类型的顺序表。
ArrayList底层使用数组来存储元素 public class ArrayListE extends AbstractListEimplements ListE, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable{// ...// 默认容量是10private static final int DEFAULT_CAPACITY 10;//...// 数组用来存储元素transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access// 有效元素个数private int size;public ArrayList(int initialCapacity) {if (initialCapacity 0) {this.elementData new Object[initialCapacity];} else if (initialCapacity 0) {this.elementData EMPTY_ELEMENTDATA;} else {throw new IllegalArgumentException(Illegal Capacity: initialCapacity);}}// ...}1. ArrayList的构造 public static void main(String[] args) {// ArrayList创建推荐写法// 构造一个空的列表ListInteger list1 new ArrayList();// 构造一个具有10个容量的列表ListInteger list2 new ArrayList(10);list2.add(1);list2.add(2);list2.add(3);// list2.add(hello); // 编译失败ListInteger已经限定了list2中只能存储整形元素// list3构造好之后与list中的元素一致ArrayListInteger list3 new ArrayList(list2);// 避免省略类型否则任意类型的元素都可以存放使用时将是一场灾难List list4 new ArrayList();list4.add(111);list4.add(100);}2. ArrayList常见操作
ArrayList虽然提供的方法比较多常用方法如下所示: public static void main(String[] args) {ListString list new ArrayList();list.add(JavaSE);list.add(JavaWeb);list.add(JavaEE);list.add(JVM);list.add(测试课程);System.out.println(list);// 获取list中有效元素个数System.out.println(list.size());// 获取和设置index位置上的元素注意index必须介于[0, size)间System.out.println(list.get(1));list.set(1, JavaWEB);System.out.println(list.get(1));// 在list的index位置插入指定元素index及后续的元素统一往后搬移一个位置list.add(1, Java数据结构);System.out.println(list);// 删除指定元素找到了就删除该元素之后的元素统一往前搬移一个位置list.remove(JVM);System.out.println(list);// 删除list中index位置上的元素注意index不要超过list中有效元素个数,否则会抛出下标越界异常list.remove(list.size()-1);System.out.println(list);// 检测list中是否包含指定元素包含返回true否则返回falseif(list.contains(测试课程)){list.add(测试课程);}// 查找指定元素第一次出现的位置indexOf从前往后找lastIndexOf从后往前找list.add(JavaSE);System.out.println(list.indexOf(JavaSE));System.out.println(list.lastIndexOf(JavaSE));// 使用list中[0, 4)之间的元素构成一个新的ArrayList返回ListString ret list.subList(0, 4);System.out.println(ret);// 清空list.clear();System.out.println(list.size());}3. ArrayList的遍历
ArrayList 可以使用三方方式遍历 for循环下标、foreach、使用迭代器。
public static void main(String[] args) {ListInteger list new ArrayList();list.add(1);list.add(2);list.add(3);list.add(4);list.add(5);// 使用下标for遍历for (int i 0; i list.size(); i) {System.out.print(list.get(i) );}System.out.println();// 借助foreach遍历for (Integer integer : list) {System.out.print(integer );}System.out.println();// 使用迭代器IteratorInteger it list.listIterator();while(it.hasNext()){System.out.print(it.next() );}System.out.println();
}4. ArrayList的扩容机制
ArrayList是一个动态类型的顺序表 即在插入元素的过程中会自动扩容。
以下是ArrayList源码中扩容方式 检测是否真正需要扩容如果是调用grow准备扩容。 预估需要库容的大小 初步预估按照1.5倍大小扩容 如果用户所需大小超过预估1.5倍大小则按照用户所需大小扩容。 真正扩容之前检测是否能扩容成功防止太大导致扩容失败。 使用copyOf进行扩容。
Object[] elementData; // 存放元素的空间
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA {}; // 默认空间
private static final int DEFAULT_CAPACITY 10; // 默认容量大小public boolean add(E e) {ensureCapacityInternal(size 1); // Increments modCount!!elementData[size] e;return true;}private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));}private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {if (elementData DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);}return minCapacity;}private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {modCount;// overflow-conscious codeif (minCapacity - elementData.length 0)grow(minCapacity);}private static final int MAX_ARRAY_SIZE Integer.MAX_VALUE - 8;
private void grow(int minCapacity) {// 获取旧空间大小int oldCapacity elementData.length;// 预计按照1.5倍方式扩容int newCapacity oldCapacity (oldCapacity 1);// 如果用户需要扩容大小 超过 原空间1.5倍按照用户所需大小扩容if (newCapacity - minCapacity 0)newCapacity minCapacity;// 如果需要扩容大小超过MAX_ARRAY_SIZE重新计算容量大小if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE 0)newCapacity hugeCapacity(minCapacity);// 调用copyOf扩容elementData Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);}private static int hugeCapacity(int minCapacity) {// 如果minCapacity小于0抛出OutOfMemoryError异常if (minCapacity 0)throw new OutOfMemoryError();return (minCapacity MAX_ARRAY_SIZE) ? Integer.MAX_VALUE : MAX_ARRAY_SIZE;}5. ArrayList的缺陷
通过源码知道ArrayList底层使用数组来存储元素。
由于其底层是一段连续空间 当在ArrayList任意位置插入或者删除元素时 就需要将后序元素整体往前或者往后搬移 时间复杂度为O(n)效率比较低。
因此ArrayList不适合做任意位置插入和删除比较多的场景。
四 、LinkedList
在集合框架中LinkedList实现了List接口具体如下 LinkedList的底层使用了双向链表。
LinkedList没有实现RandomAccess接口 因此LinkedList不支持随机访问。
LinkedList的任意位置插入和删除元素时效率比较高 时间复杂度为O(1)。 LinkedList的底层是双向链表结构 由于链表没有将元素存储在连续的空间中 元素存储在单独的节点中然后通过引用将节点连接起来了 因此在在任意位置插入或者删除元素时不需要搬移元素 效率比较高。
1. LinkedList的构造 public static void main(String[] args) {// 构造一个空的LinkedListListInteger list1 new LinkedList();ListString list2 new java.util.ArrayList();list2.add(JavaSE);list2.add(JavaWeb);list2.add(JavaEE);// 使用ArrayList构造LinkedListListString list3 new LinkedList(list2);}2. LinkedList常用方法 public static void main(String[] args) {LinkedListInteger list new LinkedList();list.add(1); // add(elem): 表示尾插list.add(2);list.add(3);list.add(4);list.add(5);list.add(6);list.add(7);System.out.println(list.size());System.out.println(list);// 在起始位置插入0list.add(0, 0); // add(index, elem): 在index位置插入元素elemSystem.out.println(list);list.remove(); // remove(): 删除第一个元素内部调用的是removeFirst()list.removeFirst(); // removeFirst(): 删除第一个元素list.removeLast(); // removeLast(): 删除最后元素list.remove(1); // remove(index): 删除index位置的元素System.out.println(list);// contains(elem): 检测elem元素是否存在如果存在返回true否则返回falseif(!list.contains(1)){list.add(0, 1);}list.add(1);System.out.println(list);System.out.println(list.indexOf(1)); // indexOf(elem): 从前往后找到第一个elem的位置System.out.println(list.lastIndexOf(1)); // lastIndexOf(elem): 从后往前找第一个1的位置int elem list.get(0); // get(index): 获取指定位置元素list.set(0, 100); // set(index, elem): 将index位置的元素设置为elemSystem.out.println(list);// subList(from, to): 用list中[from, to)之间的元素构造一个新的LinkedList返回ListInteger copy list.subList(0, 3); System.out.println(list);System.out.println(copy);list.clear(); // 将list中元素清空System.out.println(list.size());}3. LinkedList的遍历
public static void main(String[] args) {LinkedListInteger list new LinkedList();list.add(1); // add(elem): 表示尾插list.add(2);list.add(3);list.add(4);list.add(5);list.add(6);list.add(7);System.out.println(list.size());// foreach遍历for (int e:list) {System.out.print(e );}System.out.println();// 使用迭代器遍历---正向遍历ListIteratorInteger it list.listIterator();while(it.hasNext()){System.out.print(it.next() );}System.out.println();// 使用反向迭代器---反向遍历ListIteratorInteger rit list.listIterator(list.size());while (rit.hasPrevious()){System.out.print(rit.previous() );}System.out.println();}五 、ArrayList和LinkedList的区别
