(java实现)顺序表-ArrayList
- 2019 年 10 月 3 日
- 笔记
什么是顺序表
顺序表是在计算机内存中以数组的形式保存的线性表，是指用一组地址连续的存储单元依次存储数据元素的线性结构。
在使用顺序表存储数据前，会先申请一段连续的内存空间（即数组），然后把数组依次存入内存，中间没有一点空隙。
基本操作
每个数据结构都有集合对数据处理的方法，这能让我们更方便的使用保存在数据结构中的数据。顺序表的基本操作有：增（add)，删(remove)，改(set)，查（find)，插(insert)等。
在这里我们只详细讲解remove 和 insert 操作，其他实现可看下面的源码。
顺序表删除元素
从顺序表中删除指定元素，实现起来非常简单，只需找到目标元素，并将其后续所有元素整体前移 1 个位置即可。
后续元素整体前移一个位置，会直接将目标元素删除，可间接实现删除元素的目的。
例如：从顺序表{1,2,3,4,5}中删除元素3的过程如下
时间复杂度分析：从顺序表中删除元素，最好的情况是删除的元素刚好是最后一个元素，这时候不需要移动元素，只需要把顺序表的size-1即可,时间复杂度是O(1)。最坏的情况是删除的元素刚好是第一个元素，这个时候就需要后面的元素全部向前移动一位，同时size-1,时间复杂度是O(N)。我们分析时间复杂度的原则是分析最坏情况，这样才有意义。因此删除操作的时间复杂度为O(N)。
顺序表插入元素
向已有顺序表中插入数据元素，根据插入位置的不同，可分为以下 3 种情况：
- 插入到顺序表的表头；
- 在表的中间位置插入元素；
- 尾随顺序表中已有元素，作为顺序表中的最后一个元素；
虽然数据元素插入顺序表中的位置有所不同，但是都使用的是同一种方式去解决，即：通过遍历，找到数据元素要插入的位置，然后做如下两步工作：
- 将要插入位置元素以及后续的元素整体向后移动一个位置；
- 将元素放到腾出来的位置上；
例如，在 {1,2,3,4,5} 的第 3 个位置上插入元素 6，实现过程如下：
时间复杂度分析同删除元素一样，均为O(N).
顺序表的优劣和应用情形
优势
- 因为数据在数组中按顺序存储，可以通过数组下标直接访问，因此顺序表查找定位元素很快
劣势
- 插入和删除元素需要大量的操作
- 因为数组在声明时需要确定长度，因此顺序表的长度是确定的。若需要扩大顺序表长度，有需要大量的操作，不够灵活。（将该数组copy到另外一个数组）
- 由于数据大小的不可测性，有时会浪费掉大量的空间
应用情形
- 总而言之，顺序表适用于那些不需要对数据进行大量改动的结构
源码实现（java)
public class MyArrayList<AnyType> { public int AMOUNT=10;//初始长度 public static int index;//表位置 AnyType[] myList; public MyArrayList(){ initList(); } //初始化顺序表 public void initList(){ myList=(AnyType[])new Object[AMOUNT]; index=0; } //判断顺序表是否为空 public boolean listEmpty(){ if(index==0){ return true; } return true; } //清空顺序表 public boolean clearList(){ myList=null; index=0; return true; } //返回i位置的元素 public AnyType get(int i){ if(i<0||i>=index){ throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(); } return myList[i]; } //在i位置加入元素，即插入操作，这里我没有用insert命名 public void add(int i,AnyType a){ if(i<0||i>index){ throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(); } if (i==index){ largeList(); } for(int k=index;k>i;k--){ myList[k]=myList[k-1]; } myList[i]=a; index++; } //在结尾增添元素a public void add(AnyType a){ add(index,a); } //为i位置元素重新赋值 public AnyType set(AnyType a,int i){ if(i<0||i>=index){ throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(); } AnyType old=myList[i]; myList[i]=a; return old; } //打印遍历顺序表 public void print(){ String s="["; for(int i=0;i<index;i++){ s=s+myList[i]; s=s+" ,"; } System.out.println(s); } //查找a元素是否在表中，返回位置，没有返回0 public int locateElem(AnyType a){ for(int i=0;i<index;i++){ if(a==myList[i]){ return i+1; } } return 0; } //返回表长 public int length(){ return index; } //删除i位置元素 public AnyType delete(int i){ if(i<0||i>=index){ throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(); } AnyType old=myList[i]; for(int k=i;k<index;k++){ myList[k]=myList[k+1]; } index--; return old; } //扩大表的最大长度 public void largeList(){ AnyType[] newList=(AnyType[])new Object[2*length()+1]; for(int i=0;i<index;i++){ newList[i]=myList[i]; } myList=newList; } }