数据结构(一) 线性表顺序存储

一、线性表

原理：零个或多个同类数据元素的有限序列

原理图：

特点 ： 

1、有序性

2、有限性

3、同类型元素

4、第一个元素无前驱，最后一个元素无后继，中间的元素有一个前驱并且有一个后继

线性表是一种逻辑上的数据结构，在物理上一般有两种实现 顺序实现和链表实现 

二、基于数组的 线性表顺序实现

原理 ： 用一段地址连续的存储单元依次存储线性表数据元素。

原理图：

算法原理：

1、初始化一个定长的数组空间 elementData[] , size 存储长度 存储元素

2、通过索引来快速存取元素

3、通过数组复制实现元素的插入和删除

总结：

1、无需为表示表中元素之间的逻辑关系增加额外的存储空间

2、可以快速存取表中任一位置元素

3、插入和删除需要进行数组复制（即大量元素的移动）

4、线性表长度变化较大时，需要频繁扩容，并造成存储空间碎片

实现代码：

接口定义：

package online.jfree.base.container;

/**
 * author : Guo LiXiao
 * date : 2017-6-14  11:46
 */

public interface LineList <E>{

    /**
     * lineList 是否为空
     * @return
     */
    boolean isEmpty();

    /**
     * 清空 lineList
     */
    void clear();

    /**
     * 获取指定位置元素
     * @param index
     * @return
     */
    E get(int index);

    /**
     * 获取元素第一次出现的位置
     * @param e
     * @return
     */
    int indexOf(E e);

    /**
     * 判断 lineList是否包含指定元素
     * @param e
     * @return
     */
    boolean contains(E e);

    /**
     * 设置指定位置数据，如数据已存在 则覆盖原数据
     * @param index
     * @param e
     * @return
     */
    E set(int index, E e);

    /**
     * 移除指定位置元素
     * @param index
     * @return
     */
    E remove(int index);

    /**
     * 在lineList结尾插入元素
     * @param e
     * @return
     */
    E add(E e);

    /**
     * 在index后面插入元素
     * @param index
     * @param e
     * @return
     */
    E add(int index, E e);

    /**
     * 返回lineList长度
     * @return
     */
    int size();



}

package online.jfree.base.container.list;

import online.jfree.base.container.LineList;

/**
 * author : Guo LiXiao
 * date : 2017-6-19  10:16
 */

public abstract class AbstractLineList<E> implements LineList<E> {

    protected int size;

    protected abstract void init();

    @Override
    public boolean isEmpty() {
        return this.size == 0;
    }

    @Override
    public void clear() {
        init();
    }

    @Override
    public int size() {
        return this.size;
    }

    @Override
    public boolean contains(E e) {
        return indexOf(e) > 0;
    }
}

算法实现：

package online.jfree.base.container.list;

import online.jfree.base.container.LineList;

/**
 * 线性表的顺序存储结构
 * author : Guo LiXiao
 * date : 2017-6-15  13:44
 */

public class OrderedLineList<E> extends AbstractLineList<E> implements LineList<E> {

    private static final int INIT_CAPACITY = 10;

    private transient E[] elementData;

    private transient int elementLength;

    public OrderedLineList() {
        init(0);
    }

    private void init(int initCapacity) {
        if (initCapacity >= 0) {
            this.elementData = (E[]) new Object[initCapacity];
            this.elementLength = initCapacity;
        } else
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: " +
                    initCapacity);

        this.size = 0;
    }

    @Override
    protected void init(){
        init(0);
    }

    /**
     * 扩容
     */
    private void dilatation() {
        int oldCapacity = this.elementLength;
        int newCapacity = oldCapacity;
        if (oldCapacity <= this.size)
            newCapacity = oldCapacity + INIT_CAPACITY;
        else if(oldCapacity - INIT_CAPACITY > this.size)
            newCapacity = oldCapacity - INIT_CAPACITY;
        if (oldCapacity != newCapacity){
            E[] newElementData = (E[]) new Object[newCapacity];
            System.arraycopy(elementData, 0, newElementData, 0, oldCapacity);
            this.elementLength = newCapacity;
            this.elementData = newElementData;
        }
    }

    /**
     * 校验列表索引越界
     * @param index
     */
    private void checkCapacity(int index){
        if (index > this.size - 1 || index < 0)
            throw new IndexOutOfBoundsException(new StringBuffer("[index : ").append(index).append("] , [size : ").append(size).append("] ").toString());
    }

    @Override
    public E get(int index) {
        this.checkCapacity(index);
        return this.elementData[index];
    }

    @Override
    public int indexOf(E e) {
        for (int i = 0; i < this.size; i++)
            if (e == null && elementData[i] == null || e.equals(elementData[i]))
                return i;
        return -1;
    }

    @Override
    public E set(int index, E e) {
        this.checkCapacity(index);
        this.dilatation();
        E oldElement = this.elementData[index];
        this.elementData[index] = e;
        return oldElement;
    }

    @Override
    public E remove(int index) {
        this.dilatation();
        E e = elementData[index];
        if (index == size - 1) elementData[index] = null;
        else {
            int length = size - index - 1;
            System.arraycopy(elementData, index + 1, elementData, index, length);
        }
        size --;
        return e;
    }

    @Override
    public E add(E e) {
        return this.add(size, e);
    }

    @Override
    public E add(int index, E e) {
        this.dilatation();
        if (index == size) elementData[index] = e;
        else {
            index++;
            int lastLength = size - index;
            E[] lastElementData = (E[]) new Object[lastLength];
            System.arraycopy(elementData, index, lastElementData, 0, lastLength);
            elementData[index] = e;
            System.arraycopy(lastElementData, 0, elementData, index + 1, lastLength);
        }
        size ++ ;
        return e;
    }
}