数据结构之线性表之顺序表和链表（通过数据结构角度深入理解arrayList和linkedList的特性）

来源：互联网发布：音乐变调器软件编辑：程序博客网时间：2024/06/01 07:57

数据结构广义上说包含两个维度：逻辑结构、存储结构

逻辑结构主要有：一对一：线性表，一对多：树，多对多：图

存储结构：顺序存储，链式存储，索引存储，散列存储（hashcode）

对于线性表：逻辑结构上是最简单的一对一的关系，存储上可能包含顺序存储和链式存储，具体有：线性表、链表（单链、双链、循环链）、栈、队列

顺序表：按顺序存储可以通过指针快速定位

优点：可以直接按顺序定位、添加快、修改快

缺点：插入、删除慢，需要移动后续所有

链表：链式存储 对本身

优点：插入、删除快、添加快

缺点：不能按顺序直接定位、修改慢

概念太抽象，举个粒子给大家吃：

java的list接口的两个实现：arrayList 和linkedList 就是这两个存储的很好的代表：

arrayList采用的是顺序表存存储实现

linkedList采用的是链表存储（JDK中是双链表）

照着JDK，通过自己编写List的实现类，成就感不由而生，感觉棒棒哒~~

arrayList实现

  package com.tiger.list;

/**
* 自己用数组实现的线性表
*/
public class TigerArrayList<E> {
Object[] data = null;// 用来保存此队列中内容的数组
int current; // 保存当前为第几个元素的指标
int capacity; // 表示数组大小的指标

/**
* 如果初始化时，未声明大小，则默认为10
*/
public TigerArrayList() {
this(10);
}

/**
* 初始化线性表，并且声明保存内容的数组大小
* @param initalSize
*/
public TigerArrayList(int initalSize) {
if (initalSize < 0) {
throw new RuntimeException("数组大小错误:" + initalSize);
} else {
this.data = new Object[initalSize];
this.current = 0;
capacity = initalSize;
}
}

/**
* 添加元素的方法添加前，先确认是否已经满了
* @param e
* @return
*/
public boolean add(E e) {
ensureCapacity(current);// 确认容量
this.data[current] = e;
current++;
return true;
}

/**
* 确认系统当前容量是否满足需要,如果满足，则不执行操作如果不满足，增加容量
* @param cur 当前个数
*/
private void ensureCapacity(int cur) {
if (cur == capacity) {
// 如果达到容量极限，增加10的容量，复制当前数组
this.capacity = this.capacity*2;
Object[] newdata = new Object[capacity];
for (int i = 0; i < cur; i++) {
newdata[i] = this.data[i];
}
this.data = newdata;
}
}

/**
* 得到指定下标的数据
* @param index
* @return
*/
public E get(int index) {
validateIndex(index);
return (E) this.data[index];
}

/**
* 返回当前队列大小
* @return
*/
public int size() {
return this.current;
}

/**
* 更改指定下标元素的数据为e
* @param index
* @param e
* @return
*/
public boolean set(int index, E e) {
validateIndex(index);
this.data[index] = e;
return true;
}

/**
* 验证当前下标是否合法，如果不合法，抛出运行时异常
* @param index 下标
*/
private void validateIndex(int index) {
if (index < 0 || index > current) {
throw new RuntimeException("数组index错误：" + index);
}
}

/**
* 在指定下标位置处插入数据e
* @param index 下标
* @param e 需要插入的数据
* @return
*/
public boolean insert(int index, E e) {
validateIndex(index);
Object[] tem = new Object[capacity];// 用一个临时数组作为备份
//开始备份数组
for (int i = 0; i < current; i++) {
if (i < index) {
tem[i] = this.data[i];
}else if(i==index){
tem[i]=e;
}else if(i>index){
tem[i]=this.data[i-1];
}
}
this.data=tem;
return true;
}
/** * 删除指定下标出的数据<br>
* @param index<br>
* @return<br>
*/
public boolean delete(int index){
validateIndex(index);
Object[] tem = new Object[capacity];// 用一个临时数组作为备份
//开始备份数组
for (int i = 0; i < current; i++) {
if (i < index) {
tem[i] = this.data[i];
}else if(i==index){
tem[i]=this.data[i+1];
}else if(i>index){
tem[i]=this.data[i+1];
}
}
this.data=tem;
return true;
}
}

linkedList实现

package com.tiger.list;

/**
* 自己用链式存储实现的线性表
*/
public class TigerLinkedList<E> {

private Node<E> header = null;// 头结点
private Node<E> last = null;// 头结点
int size = 0;// 表示数组大小的指标

public TigerLinkedList() {
this.header = new Node<E>();
this.last = new Node<E>();
}

public boolean add(E e) {
if (size == 0) {
header.e = e;
} else {
// 根据需要添加的内容，封装为结点
Node<E> newNode = new Node<E>(e);
// 得到当前最后一个结点
// Node<E> last = getNode(size-1);
// 在最后一个结点后加上新结点
last.addNext(newNode);
last=newNode;
}

size++;// 当前大小自增加1
return true;
}

public boolean insert(int index, E e) {
Node<E> newNode = new Node<E>(e);
// 得到第N个结点
Node<E> cNode = getNode(index);
newNode.next = cNode.next;
cNode.next = newNode;
size++;
return true;
}

/**
* 遍历当前链表，取得当前索引对应的元素
*
* @return
*/
private Node<E> getNode(int index) {
// 先判断索引正确性
if (index > size || index < 0) {
throw new RuntimeException("索引值有错：" + index);
}
Node<E> tem = new Node<E>();
tem = header;
int count = 0;
while (count != index) {
tem = tem.next;
count++;
}
return tem;
}

/**
* 根据索引，取得该索引下的数据
*
* @param index
* @return
*/
public E get(int index) {
// 先判断索引正确性
if (index >= size || index < 0) {
throw new RuntimeException("索引值有错：" + index);
}
Node<E> tem = new Node<E>();
tem = header;
int count = 0;
while (count != index) {
tem = tem.next;
count++;
}
E e = tem.e;
return e;
}

public int size() {
return size;
}

/**
* 设置第N个结点的值
*
* @param x
* @param e
* @return
*/
public boolean set(int index, E e) {
// 先判断索引正确性
if (index > size || index < 0) {
throw new RuntimeException("索引值有错：" + index);
}
Node<E> newNode = new Node<E>(e);
// 得到第x个结点
Node<E> cNode = getNode(index);
cNode.e = e;
return true;
}

/**
* 用来存放数据的结点型内部类
*/
class Node<e> {
private E e;// 结点中存放的数据
Node<E> next;// 用来指向该结点的下一个结点

Node() { }
Node(E e) {
this.e = e;
}
// 在此结点后加一个结点
void addNext(Node<E> node) {
next = node;
}
}
}

测试类：

  package com.tiger.list;

import java.util.Stack;

public class TestMyList {

/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub

TigerArrayList<String> al = new TigerArrayList<String>();
TigerLinkedList<String> ll = new TigerLinkedList<String>();
Long aBeginTime=System.currentTimeMillis();//记录BeginTime
for(int i=0;i<30000;i++){
al.add("now"+i);
}
Long aEndTime=System.currentTimeMillis();//记录EndTime
System.out.println("arrylist add time--->"+(aEndTime-aBeginTime));
Long lBeginTime=System.currentTimeMillis();//记录BeginTime
for(int i=0;i<30000;i++){
ll.add("now"+i);
}
Long lEndTime=System.currentTimeMillis();//记录EndTime
System.out.println("linkedList add time---->"+(lEndTime-lBeginTime));

//测试JDK提供的ArrayList类和LinkedList类添加30000个数据所需要的世界
java.util.ArrayList<String> sal=new java.util.ArrayList<String>();
java.util.LinkedList<String> sll=new java.util.LinkedList<String>();
Long saBeginTime=System.currentTimeMillis();//记录BeginTime
for(int i=0;i<30000;i++){
sal.add("now"+i);
}
Long saEndTime=System.currentTimeMillis();//记录EndTime
System.out.println("JDK arrylist add time--->"+(saEndTime-saBeginTime));
Long slBeginTime=System.currentTimeMillis();//记录BeginTime
for(int i=0;i<30000;i++){
sll.add("now"+i);
}
Long slEndTime=System.currentTimeMillis();//记录EndTime
System.out.println("JDK linkedList add time---->"+(slEndTime-slBeginTime));

Stack s=new Stack();
}

}

测试结果：

arrylist add time--->24
linkedList add time---->20
JDK arrylist add time--->10
JDK linkedList add time---->25

有没有感觉高大上！欢迎吐槽！

0 0