集合----顺序存储的实现

一 、集合的定义

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　　 集合是由任意类型互不相同的数据元素组成的，它们之间没有任何逻辑关系。每一个元素都是相对独立的。在Java中，Object类是所有对象的根类，可以代表集合中任意一种数据类型。在Java中，Set接口来表示集合。集合分为顺序存储结构和链式存储结构，顺序结构是由数组来实现的，本博客讲述顺序存储结构相关代码的实现。

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二、集合的抽象数据类型

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抽象数据类型(ADT)包括数据和操作两个部分，数据也为一个集合，采用任意方式存储，操作指的就是方法。抽象数据类型定义如下：
ADT Set is
　　Data :
　　　　采用顺序结构存储
　　Operation:
　　　　initSet（）;　　　//创建一个集合并初始化为空集
　　　　add(obj);　　　　//想集合中插入一个元素
　　　　remove(obj);　　//从集合中删除指定的元素
　　　　contains(obj);　　//判断一个给定元素是否包含集合
　　　　value(i);　　　　　//返回集合中第i个元素的值
　　　　find(obj);　　　　//从集合中按值查找并返回
　　　　size（）;　　　　//求出元素中集合的个数
　　　　isEmpty（）;　　//判断集合是否为空
　　　　output（）;　　　//输出集合中所有的元素
　　　　union(set);　　　//求当前集合与参数集合set的并集并返回
　　　　intersection(set);　//求当前集合与参数集合set的交集并返回
　　　　clear（）;　　　　//清楚集合中的所有元素，使之变为空集
end Set

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三 、操作的具体实现

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1. 定义一个类SequenceSet，初始化集合为空

public class SequenceSet {    private int maxSize = 10;       //定义数组的初始长度为10    private Object[] setArray;      //定义存储集合的数组    private int length;             //定义数组中所保存集合元素的个数    public SequenceSet(){                   //无参构函数        length = 0;                         //集合初始为空,长度为0        setArray = new Object[maxSize];     //定义长度为maxSize的数组    }    public SequenceSet(int n){              //带初始长度的构造函数的定义        if(n<=0){            System.out.println("数组的长度要大于0,已退出运行！");            System.exit(1);        }        length = 0;                         //集合初始为空,长度为0        setArray = new Object[n];           //定义长度为n的数组    }}

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2. 向集合中插入一个元素

• 顺序查找集合中是否存在值为待插入值为obj的元素，若存在则不能插入，返回false，因为集合中不能存在相同的元素。
• 检查数组长度是否够用，若不够用则创建一个新的数组，然后把原来的数组复制到新数组中，最后把新数组赋值给原来的数组。
• 把obj的值插入到保存集合的后面的一个空位置上。
• 集合的长度加1。
• 插入成功返回true。

public boolean add(Object obj){        //判断元素是否存在，若存在则返回false        for (int i = 0; i < length; i++) {            if(setArray[i].equals(obj)) return false;        }        //如果数组的长度已经分配完，需要在创建一个新的数组，并且把setArray的内容复制到新数组中，然后进行赋值。        if(setArray.length == length){            Object[] temp = new Object[length*2+1];            System.arraycopy(setArray, 0, temp, 0, length);            setArray = temp;        }        //增加元素，长度加1        setArray[length] = obj;        length++;        return true;    }

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3.从集合中删除一个元素

• 首先遍历数组，查找等于给定obj的元素
• 若存在则删除，把空出的位置让最后一个元素填充，length减1，返回true。
• 若不存在，则返回false，原集合的元素不变

public boolean remove(Object obj){        for (int i = 0; i < length; i++) {      //遍历数组            if(setArray[i] == obj){             //如果存在相等元素，则将最后一个元素赋给删除的元素,长度减1                setArray[i] = setArray[length-1];                   length--;                return true;            }        }        return false;    }

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4.判断一个元素是否属于该集合

public boolean contains(Object obj){        //遍历数组，如存在相等的元素则返回true        for (int i = 0; i < length; i++) {            if(setArray[i].equals(obj)) return true;        }        return false;    }

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5.返回集合中第i个元素

public Object value(int i){        if(i<=0||i>length){            System.out.println("i应该在1和length之间！");            System.exit(1);        }        return setArray[i-1];       //返回第i个位置,对应下标为i-1    }

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6.从集合中按值查找元素

public Object find(Object obj){        //若集合中存在该元素，则返回obj,否则返回null        for (int i = 0; i < length; i++) {            if(setArray[i].equals(obj)) return obj;        }        return null;    }

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7.返回集合的长度

public int size(){        return length;    }

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8.判断集合是否为空

public boolean isEmpty(){        return length==0;   //只需判断长度是否为0即可    }

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9.输出集合中所有的元素

public void output(){        for (int i = 0; i < length; i++) {            System.out.println(setArray[i].toString());        }        System.out.println();    }

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10.求两个集合的并集

    public SequenceSet union(SequenceSet set){        //遍历当前集合中所有的元素        for (int i = 0; i < length; i++) {            //向set集合中添加当前元素            set.add(setArray[i]);        }        //返回并集集合,即set集合        return set;    }

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11.求两个集合的交集

public SequenceSet intersection(SequenceSet set){        //求两个集合的最小长度        int minLength;        if(length<set.length){             minLength = length;         }else{             minLength = set.length;        }        //创建一个SequenceSet对象,用作存放两个集合的交集        SequenceSet tempSet = new SequenceSet(minLength);        //遍历当前集合中的每一个元素        for (int i = 0; i < length; i++) {            Object x= setArray[i];            //判断set集合是否包含该元素            boolean b =set.contains(x);            //如果包含当前集合中的该元素,则存入tempSet中，然后长度加1            if(b){                tempSet.setArray[tempSet.length++] = x;            }        }        return tempSet;    }

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12.清空集合中的元素

public void clear(){        length = 0;    }

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三、总结

　　看完这篇文章大家对顺序结构应该有了清楚的认识了，顺序结构的底层实现是数组，然而数组的长度是不可变的，所有出现了扩容的情况，下次我们将讲述集合的另一种实现方式–链表。上面的代码大家应该手动敲一遍，你会有很大收获。学无止境，加油吧，少年！