[2018/11/17] Java数据结构(1)数组

最近在网上下载了一个关于java数据结构的视频感觉讲得非常的好, 写几篇博文总结一下.

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代码:

package ch_01;

public class MyArray {
    private long[] arr;
    private int elements;
    
    /**
     * 初始化数组
     */
    public MyArray() {
        arr = new long[50];
    }
    
    /**
     * 重构初始化函数, 自定义函数的长度
     * @param maxsize
     */
    public MyArray(int maxsize) {
        arr = new long[maxsize];
    }
    
    /**
     * 插入数组的元素
     */
    public void insert(long value) {
        /*由于数组的最末一项的编号是elements-1, 所以可以直接通过elements来表示新加入的元素*/
        arr[elements] = value;
        elements++;  // 注意elements要后移一位, 方便下一次添加元素.
    }
    
    /**
     * 显示数组的元素
     */
    public void display() {
        System.out.print("[");
        for (int i = 0; i < elements; i++) {
            System.out.print(arr[i] + " ");
        }
        System.out.println("]");
    }
    
    /**
     * 按照数组值搜索
     */
    public int search(long value) {
        int i;
        for (i = 0; i < elements; i++) {
            if (value == arr[i]) {
                break;
            }
        }
        
        if(i == elements) {
            // 如果遍历到最后一个序列, 注意最后一个元素的序列因该是elements-1
            return -1;
        } else {
            return 1;
        }
    }
    
    /**
     * 按序列获取元素值
     */
    public long get(int index) {
        if (index >= elements || index < 0) {
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException();
        } else {
            return arr[index];
        }
    }
    
    /**
     * 删除数据
     */
    public void delete(int index) {
        if(index >= elements || index < 0) {
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException();
        } else {
            for(int i = index; i < elements; i++) {
                arr[i] = arr[i + 1];  //写错了, 之前写成了arr[index] = arr[index + 1]
                //抹掉index序列的元素的值, 后面的元素整体向前移动
            }
            elements--;  // 处理后, 要将元素的数量减一
        }
    }
}

 这个类定义了两个构造方法, 5个方法, 两个私有的变量.

　　不带参数的构造方法创建了一个长度为50的数组变量. 带参数的构造方法创建了一个数组变量, 数组的长度是参数的大小.

　　其他的五个方法的功能包括: 插入一个元素(insert)、显示所有的元素(display)、按值搜索数组内的元素(search)、获取一个元素(get)、删除一个元素(delete)

　　两个私有的变量分别是long型的数组变量arr, 还有long型的变量elements, elements变量没有赋值, 自动初始化为0, 这个变量用来表示数组的数量.

　　通过debug分析代码, 逐个分析一下方法的功能的实现.

1. 插入一个数组元素的方法insert
   

       public void insert(long value) {
           /*由于数组的最末一项的编号是elements-1, 所以可以直接通过elements来表示新加入的元素*/
           arr[elements] = value;
           elements++;  // 注意elements要后移一位, 方便下一次添加元素.
       }

    elements初始化为0, 正好对应数组第一个元素的下标为零. arr[elements] = value; 这一句实现了插入元素的功能,  elements++; elements变量自增, 为下一次添加元素做好准备.
   
   

2. 显示所有的元素(display)
   

   /**
        * 显示数组的元素
        */
       public void display() {
           System.out.print("[");
           for (int i = 0; i < elements; i++) {
               System.out.print(arr[i] + " ");
           }
           System.out.println("]");
       }

   这个方法不带有参数和返回值, 主体的内容是一个for循环, 循环变量i的范围是[0, elements)的整数, 我们可以发现, 数组对映的下标就是[0, elements-1], 由于循环变量的数据类型是i所以[0, elemtents) 等价于[0, elements-1]. 因此这个循环语句遍历了数组变量arr的每一个元素. 然后就是简单的输出语句.

3. 按数组值搜索
   

          /**
        * 按照数组值搜索
        */
       public int search(long value) {
           int i;
           for (i = 0; i < elements; i++) {
               if (value == arr[i]) {
                   break;
               }
           }
           
           if(i == elements) {
               // 如果遍历到最后一个序列, 注意最后一个元素的序列因该是elements-1
               return -1;
           } else {
               return 1;
           }
       }

   该方法传入一个long型的参数, 返回一个int型的值. 主体的内容是一个for循环, 还有一个if判断语句. for循环的功能是循环遍历数组内的所有的元素, 如果数组内的元素的值和输入的参数相等, 那么就停止遍历, 并记录下循环的次数.下面的if判断语句用来判断循环的次数是否等于elements, 如果是, 那么就返回-1, 表示查询失败. 否则, 返回1, 表示成功查询到了. 这里要注意为什么i==elements表示查询失败呢? 我们可以设想, 如果我们想要的值是最后一个数组元素. 那么那时的i等于多少呢? 是elements-1, 因为 break; , 我们找到该值的时候就立马退出for循环, 此时for循环不是因为i=elements, 从而不满足for循环的上限 i < elements; 而退出循环. 故我们可以知道, 当i=elements时, for 循环是因为数组内没有想要的元素, 从而完整的遍历了数组的所有的变量, 然后退出的.

4. 按序列获取元素值get

          /**
        * 按序列获取元素值
        */
       public long get(int index) {
           if (index >= elements || index < 0) {
               throw new ArrayIndexOutOfBoundsException();
           } else {
               return arr[index];
           }
       }

   这个方法传入一个lint型的参数, 返回一个long型的值. int型的参数用来指代想要的数组元素的序列, 这个方法很简单, 主体是一个if...else...语句. 意思是, 如果输入的整型的参数不在[0, elements)范围内, 就报错, 反之, 就直接返回下标为传入参数的数组元素的值. 功能很简单, 但是这个方法给了我提示, 数组的功能真是强大, 可以直接通过下标取得元素的值, 这是值得总结的小技巧. 还有需要思考的是, 为什么不用if (index >= 0 && index < elements) { return arr[index]; }, 将报错写在else语句内. 感觉是一样的, 以后再想区别吧.

5. 最后是删除一个数组元素delete
   

          /**
        * 删除数据
        */
       public void delete(int index) {
           if(index >= elements || index < 0) {
               throw new ArrayIndexOutOfBoundsException();
           } else {
               for(int i = index; i < elements; i++) {
                   arr[i] = arr[i + 1];  //写错了, 之前写成了arr[index] = arr[index + 1]
                   //抹掉index序列的元素的值, 后面的元素整体向前移动
               }
               elements--;  // 处理后, 要将元素的数量减一
           }
       }

   传入一个int型参数, 无返回值. 传入的参数表示数组元素的下标, 同样的这个方法的主体部分是一个if...else...判断语句, 首先判断输入的整型参数是否在[0, elements-1)范围内, 如果不在, 就报错. 如果在的话, 通过一个for循环, 将该元素删除, 循环结束后再将elements减1. 具体如何通过for循环实现删除下标为参数的元素的功能的呢? 具体是从i=参数开始循环, 直到i=elemtents-1为止, 即数组元素的下标为参数开始到数组元素的最后一个元素. 都将后一个元素的值赋给前一个元素, 最后再将记录元素数量的变量elements减1, 从而实现删除具体先表的元素的功能.

测试类:

package ch_01;

public class TestArray {
    
    /**
     * 测试类
     * @param args
     */
    
    public static void main(String[] args) {

        MyArray arr = new MyArray();
        arr.insert(10);
        arr.insert(20);
        arr.insert(90);
        arr.display();
        System.out.println(arr.search(20));
        System.out.println(arr.get(2));
        arr.delete(0);
        arr.display();
    }

}

 这套教材让我开始不再把所有的内容都写在一个Main.class内. 感觉很棒!!!!!