Java实现线性表-顺序表示和链式表示
Java实现线性表-顺序表示和链式表示
顺序表示和链式表示的比较：
1.读写方式：顺序表可以顺序存取，也可以随机存取；链表只能从表头顺序存取元素；
2.逻辑结构与物理结构：顺序存储时，逻辑上相邻的元素其对应的物理存储位置也相邻；链式存储时，逻辑上相邻的元素，其物理存储位置则不一定相邻；
3.查找、插入和删除操作：
按值查找，当线性表在无序的情况下，两者的时间复杂度均为o(n)；而当顺序表有序时，可采用折半查找，此时时间复杂度为o(log n)；
按位查找，顺序表支持随机访问，时间复杂度为o(1)；而链表的平均时间复杂度为o(n)。
顺序表的插入和删除操作平均需要移动半个表长的元素；链表的插入、删除操作时，只需修改相关节点的指针即可。
4.空间分配：顺序存储一般是基于静态存储分配，一单存储空间装满就不能扩充；链式存储的节点空间只有在需要的时候申请分配，只要内存有足够的空间即可分配。
顺序表示的实现：
public class ArrayList<E> {
final int defaultSize=0;
int maxSize; //线性表的最大长度
int length; //线性表当前长度
Object[] arrayList; //存储线性表的数组
/*
* 构造函数
*/
public ArrayList(int size){
initList(size);
}
//按给定size初始化顺序表
public void initList(int size) {
if(size < 0){
throw new RuntimeException("数组大小错误：" + size);
}else{
this.maxSize= size;
this.length=0;
this.arrayList = new Object[size];
}
}
//表长
public int length() {
return length;
}
//按值查找
public int locateElem(Object e) {
for(int i=0 ;i<length;i++){
if(arrayList[i] == e){
return i;
}
}
return -1;
}
//按位查找
public Object getElem(int i) {
if(i<0 || i>=length ){
throw new RuntimeException("参数出错："+i);
}
if(length ==0){
throw new RuntimeException("顺序表为空");
}
return arrayList[i];
}
//插入
public void insert(int i, Object e) {
if(i<0 || i>length+1 ){
throw new RuntimeException("新元素插入位置有误："+i);
}
if(i >= maxSize){
throw new RuntimeException("顺序表已满，不能再插入新的元素");
}
for(int j=length;j<i; j--){
arrayList[j]=arrayList[j-1];
}
arrayList[i]=e;
length++;
}
//删除
public void delete(int i, Object e) {
if(i<0 || i > length-1){
throw new RuntimeException("需删除元素位置有误："+i);
}
if(length == 0){
throw new RuntimeException("顺序表为空，不能删除元素");
}
for(int j=i;j<length-1;j++){
arrayList[j] = arrayList[j+1];
}
arrayList[length-1]="";
length--;
}
//判空
public boolean isEmpty() {
return length==0 ? true : false;
}
//删除顺序表
public void destroyList() {
this.arrayList=null;
this.length=0;
this.maxSize=0;
}
}
单链表表示的实现：
class Node<E>{
E e; //数据
Node<E> next; //下一个节点
Node(){}
Node(E e){
this.e = e;
this.next = null;
}
}
public class LinkedList<E> {
private Node<E> header = null; //头结点
int size=0; //链表大小
public LinkedList() {
this.header = new Node<E>();
}
//得到链表的长度
public int length() {
return size;
}
//按值查找节点，返回该节点的位置
public int locateElem(E e) {
Node<E> temp = header;
int count = 1;
while(temp.next != null && temp.e != e){
temp = temp.next;
count ++;
}
return count;
}
//找到第index个位置的节点
public Node<E> getNode(int index) {
if(index > size || index < 0){
throw new RuntimeException("索引值有错：" + index);
}
Node<E> temp = new Node<E>();
temp = header;
int count=1;
while(count != index){
temp = temp.next;
count ++;
}
return temp;
}
//尾添加
public boolean addToLast(E e) {
if(size == 0){
header.e = e;
}else{
Node<E> newnode = new Node<E>(e); //根据需要添加的内容封装为节点
Node<E> last = getNode(size); //得到最后一个节点
last.next = newnode;
}
size ++;
return true;
}
//头添加
public boolean addTofirst(E e) {
if(size == 0){
header.e = e;
}else{
Node<E> newnode = new Node<E>(e); //根据需要添加的内容封装为节点
newnode.next = header.next;
header.next = newnode;
}
size ++;
return true;
}
//插入到第index个的位置
public boolean insert(int index, E e) {
Node<E> newnode = new Node<E>(e); //根据需要添加的内容封装为节点
Node<E> cnode = getNode(index-1); //得到第index-1个节点
newnode.next = cnode.next;
cnode.next = newnode;
size++;
return true;
}
//删除第index个节点
public boolean delete(int index) {
Node<E> prinode = getNode(index-1); //得到被删除的节点的前一个节点
Node<E> delnode = prinode.next; //得到被删除的节点
prinode.next = delnode.next;
size --;
return true;
}
//判空
public boolean isEmpty() {
return size==0 ? true : false;
}
public void destroyList() {
header = null;
size = 0;
}
//输出
public String toString(){
StringBuilder s = new StringBuilder("[");
Node<E> temp = header;
for(int i=0; i < size;i++){
s.append(temp.e.toString()+" ");
temp = temp.next;
}
s.append("]");
return s.toString();
}
}
双链表表示的实现
class TNode<E>{
E e;
TNode<E> prior, next;
TNode(){}
TNode(E e){
this.e = e;
prior = null;
next = null;
}
}
public class DoubleLinkedList<E> {
private TNode<E> header = null; //头结点
int size=0; //链表大小
public DoubleLinkedList(){
this.header = new TNode<E>();
}
//尾添加
public boolean addToLast(E e) {
if(size == 0){
header.e = e;
}else{
TNode<E> TNode = new TNode<E>(e); //根据需要添加的内容封装为节点
TNode<E> last = getNode(size); //得到最后一个节点
last.next = TNode;
TNode.prior=last;
}
size ++;
return true;
}
//找到第index个位置的节点
public TNode<E> getNode(int index){
if(index > size || index < 0){
throw new RuntimeException("索引值有错：" + index);
}
TNode<E> temp = new TNode<E>();
temp = header;
int count =1;
while(count != index){
temp = temp.next;
count ++;
}
return temp;
}
//插入到第index个的位置
public boolean insert(int index,E e){
TNode<E> TNode = new TNode<E>(e);
TNode<E> cnode = getNode(index-1); //找到第index-1个位置的节点
TNode.next=cnode.next;
TNode.prior = cnode;
cnode.next.prior = TNode;
cnode.next = TNode;
size++;
return true;
}
//删除第index个节点
public boolean delete(int index){
TNode<E> delnode = getNode(index);
delnode.prior.next=delnode.next;
delnode.next.prior= delnode.prior;
size--;
return true;
}
}
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