JAVA实现——线性表

如果一个数据元素序列满足：

1. 除第一个和最后一个数据元素外，每个数据元素都只有一个前驱数据元素和一个后继数据元素；
2. 第一个数据元素没有前驱数据元素；
3. 最后一个数据元素没有后继数据元素；

则称这样的数据结构为线性结构。线性表、堆栈、队列、串和数组都属于线性结构。
线性表是一种可以在任意位置进行插入和删除数据元素操作的、由n（n>=0）个相同类型数据元素a0,a1,a2,a3…..an-1组成的线性结构。

顺序表的主要特点是：

• 在顺序表插入和删除一个数据元素成员的时间复杂度为O(n)。
• 顺序表支持随机读取，因此，顺序表读取数据元素的时间复杂度为O(1)。
• 顺序表的主要优点是：支持随机读取，以及内存空间利用效率高。
• 顺序表的主要缺点是：需要预先给出数组的最大数据元素个数，但数组的最大元素个数很难准确给出。另外，插入和删除操作时需要移动较多的数据元素。

首先设计一个线性表接口List，线性表接口List给出了任何实现线性表功能的类中必须要实现的成员函数原型，这有两方面的作用：一方面，设计基础软件模块（如顺序表类和单链表类等）的设计者，可以根据接口List规范的成员函数（包括成员函数的访问权限，成员函数名，成员函数的返回类型，每个参数的参数类型）来实现成员函数，这样，凡是实现接口List的类，无论是顺序表类还是单链表类，只是实现操作的具体方法不同，所实现的功能和调用的形式都相同；另一方面，使用基础软件模块（如顺序表类和单链表类等）的使用者在定义了对象后，可以根据接口List规范的成员函数原型来调用成员函数。因此可以说，线性表接口List定义了实现该接口类的外部公共接口。

public interface List {    //线性表接口List给出了任何实现线性表功能的类中必须要实现的成员函数原型    public void insert(int i,Object obj)throws Exception; //插入    public Object delete(int i)throws Exception;          //删除    public Object getData(int i)throws Exception;         //取数据元素    public int size();                                    //求数据元素个数    public boolean isEmpty();                             //判断是否空}

实现顺序存储结构的方法是使用数组。数组将顺序表的数据元素存储在一块连续地址的内存单元中。线性表的存储结构示意图如下图所示，其中a0,a1,a2,a3等表示顺序表中存储的数据元素，listArray表示存储数据元素的数组，maxSize表示数组的最大允许数据元素个数，size表示数组的当前数据元素个数。

顺序表类的设计如下：

public class SeqList implements List{    final int defaultSize=10;    int maxSize;   //表示数组允许存储的数据元素    int size;      //数组的当前数据元素个数    Object[] listArray;  //表示存储数据元素的数组    public SeqList(){       //无参构造方法重载        initiate(defaultSize);    }    public SeqList(int size){   //有参构造方法重载        initiate(size);    }    private void initiate(int sz){   //初始化        maxSize=sz;        size=0;        listArray=new Object[sz];    }    public void insert(int i,Object obj)throws Exception{   //接口中的insert方法实现        if(size==maxSize){            throw new Exception("顺序表已满，无法插入！");        }        if(i<0||i>size){            throw new Exception("参数错误！");        }        for(int j=size;j>i;j--){            listArray[j]=listArray[j-1];  //将listArray[i]到listArray[size-1]之间的数组元素向后平移一位        }        listArray[i]=obj;   //在listArray[i]处插入Object类型的实例obj（有可能是数字，字符，或者其他对象,因此用Object类型）        size++;             //数组长度加一    }    public Object delete(int i)throws Exception{        if(size==0){            throw new Exception("顺序表已空，无法删除！");        }        if(i<0||i>size-1){            throw new Exception("参数错误！");        }        Object it = listArray[i];    //定义it存储将要被删除的数据元素        for(int j=i;j<size-1;j++){            listArray[j]=listArray[j+1];        }        size--;                     //size--的语义包括删除listArray[size-1],即线性表的最后一个元素        return it;    }    public Object getData(int i)throws Exception{        if(i<0||i>=size){            throw new Exception("参数错误！");        }        return listArray[i];    }    public int size(){        return size;    }    public boolean isEmpty(){        return size==0;    }    public int MoreDataDelete(SeqList L,Object x)throws Exception{        int i,j;        int tag=0;        for(i=0;i<L.size;i++){            if(x.equals(L.getData(i))){                L.delete(i);                i--;                tag=1;            }        }        return tag;    }}