IT数码 购物 网址 头条 软件 日历 阅读 图书馆
TxT小说阅读器
↓语音阅读,小说下载,古典文学↓
图片批量下载器
↓批量下载图片,美女图库↓
图片自动播放器
↓图片自动播放器↓
一键清除垃圾
↓轻轻一点,清除系统垃圾↓
开发: C++知识库 Java知识库 JavaScript Python PHP知识库 人工智能 区块链 大数据 移动开发 嵌入式 开发工具 数据结构与算法 开发测试 游戏开发 网络协议 系统运维
教程: HTML教程 CSS教程 JavaScript教程 Go语言教程 JQuery教程 VUE教程 VUE3教程 Bootstrap教程 SQL数据库教程 C语言教程 C++教程 Java教程 Python教程 Python3教程 C#教程
数码: 电脑 笔记本 显卡 显示器 固态硬盘 硬盘 耳机 手机 iphone vivo oppo 小米 华为 单反 装机 图拉丁
 
   -> 数据结构与算法 -> 【javaSE】初识数据结构,顺序表和链表(一) -> 正文阅读

[数据结构与算法]【javaSE】初识数据结构,顺序表和链表(一)

1 线性表

线性表(linear list)是n个具有相同特性的数据元素的有限序列。 线性表是一种在实际中广泛使用的数据结构,常见的线性表:顺序表、链表、栈、队列、字符串...
线性表在逻辑上是线性结构,也就说是连续的一条直线。但是在物理结构上并不一定是连续的,线性表在物理上存储时,通常以数组和链式结构的形式存储。

在这里插入图片描述

2 顺序表

2.1 概念与结构

顺序表是用一段物理地址连续的存储单元依次存储数据元素的线性结构,一般情况下采用数组存储。在数组上完成数据的增删查改。

顺序表一般可以分为:

  • 静态顺序表:使用定长数组存储。
  • 动态顺序表:使用动态开辟的数组存储。

静态顺序表数组长度是固定的,只适合我们知道容量的情况,一般情况下我们会采用动态顺序表,这样更加灵活。下面我们来实现一个动态的顺序表。

代码实现:

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
/**
 * Created with IntelliJ IDEA.
 * Description:
 * User: admin
 * Date: 2021-12-11
 * Time: 15:19
 */
public class MyArrayList {
      public int[] elem;
      public int usedSize;//有效的数据个数
     
      public MyArrayList() {
       this.elem = new int[10];
      }

      // 打印顺序表
      public void display() {
       for (int i = 0; i < this.usedSize; i++) {
        System.out.print(this.elem[i] + " ");
       }
       System.out.println();
      }
     
      // 获取顺序表的有效数据长度
      public int size() {
       return this.usedSize;
      }
     
      // 在 pos 位置新增元素
      public void add(int pos, int data) {
       if (pos < 0 || pos > usedSize) {
        System.out.println("pos 位置不合法!");
        return;
       }
       if (isFull()) {
        this.elem = Arrays.copyOf(this.elem, 2 * this.elem.length);
       }
       //3、
       for (int i = this.usedSize - 1; i >= pos; i--) {
        this.elem[i + 1] = this.elem[i];
       }
       this.elem[pos] = data;
       this.usedSize++;
      }
     
      public boolean isFull() {
       return this.usedSize == this.elem.length;
      }
     
      // 判定是否包含某个元素
      public boolean contains(int toFind) {
       for (int i = 0; i < this.usedSize; i++) {
        if (this.elem[i] == toFind) {
         return true;
        }
       }
       return false;
      }
     
      // 查找某个元素对应的位置,找不到返回-1
      public int search(int toFind) {
       for (int i = 0; i < this.usedSize; i++) {
        if (this.elem[i] == toFind) {
         return i;
        }
       }
       return -1;
      }
     
      // 获取 pos 位置的元素
      public int getPos(int pos) {
       if (pos < 0 || pos >= this.usedSize) {
        System.out.println("pos 位置不合法");
        return -1;//所以 这里说明一下,业务上的处理,这里不考虑  后期可以抛异常
       }
       if (isEmpty()) {
        System.out.println("顺序表为空!");
        return -1;
       }
       return this.elem[pos];
      }
     
      public boolean isEmpty() {
       return this.usedSize == 0;
      }
     
      // 给 pos 位置的元素设为/更新 value
      public void setPos(int pos, int value) {
       if (pos < 0 || pos >= this.usedSize) {
        System.out.println("pos位置不合法");
        return;
       }
       if (isEmpty()) {
        System.out.println("顺序表为空!");
        return;
       }
       this.elem[pos] = value;
      }
     
      //删除第一次出现的关键字key
      public void remove(int toRemove) {
       if (isEmpty()) {
        System.out.println("顺序表为空!");
        return;
       }
       int index = search(toRemove);
       if (index == -1) {
        System.out.println("没有你要删除的数字!");
        return;
       }
       for (int i = index; i < this.usedSize - 1; i++) {
        this.elem[i] = this.elem[i + 1];
       }
       this.usedSize--;
       //this.elem[usedSize] = null; 如果数组当中是引用数据类型。
      }
     
      // 清空顺序表
       public void clear() {
       this.usedSize = 0;
        /*for (int i = 0; i < usedSize; i++) {
            this.elem[i] = null;
        }
        this.usedSize = 0;
        */
 }

主函数测试代码:

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        MyArrayList myArrayList = new MyArrayList();
        myArrayList.add(0,1);
        myArrayList.add(1,5);
        myArrayList.add(2,2);
        myArrayList.add(3,4);
        myArrayList.add(4,6);
        myArrayList.display();
        myArrayList.remove(1);
        myArrayList.display();
        System.out.println(myArrayList.contains(6));
        System.out.println(myArrayList.getPos(2));
        myArrayList.setPos(2,100);
        myArrayList.display();
        System.out.println(myArrayList.size());
        myArrayList.clear();
        myArrayList.display();
    }
}

在这里插入图片描述

2.2 顺序表相关问题

  1. 顺序表中间/头部的插入删除,时间复杂度为O(N)
  2. 增容需要申请新空间,拷贝数据,释放旧空间。会有不小的消耗。
  3. 增容一般是呈2倍的增长,势必会有一定的空间浪费。例如当前容量为100,满了以后增容到200,我们再继续插入了5个数据,后面没有数据插入了,那么就浪费了95个数据空间。

3 链表

3.1 初识链表

链表的出现刚好就可以解决上面顺序表的一些问题,链表是一种物理存储结构上非连续存储结构,数据元素的逻辑顺序是通过链表中的引用链接次序实现的 。

在这里插入图片描述

链表结构中我们重点掌握两种:
1.无头单向非循环链表:结构简单,一般不会单独用来存数据。实际中更多是作为其他数据结构的子结构,如哈希表、图的邻接表等等。另外这种结构在笔试面试中出现很多。
2.无头双向链表:在Java的集合框架库中LinkedList底层实现就是无头双向循环链表。

在这里插入图片描述

3.2 单向链表实现

无头单向非循环链表代码实现:

/**
 * Created with IntelliJ IDEA.
 * Description:
 * User: admin
 * Date: 2021-11-02
 * Time: 20:04
 */
//ListNode代表一个节点
class ListNode {
    public int val;
    public ListNode next;//null

    public ListNode(int val) {
        this.val = val;
    }
}
public class MyLinkedList {

    public ListNode head;//链表的头引用

    public void createList() {
        ListNode listNode1 = new ListNode(12);
        ListNode listNode2 = new ListNode(23);
        ListNode listNode3 = new ListNode(34);
        ListNode listNode4 = new ListNode(45);
        ListNode listNode5 = new ListNode(56);
        listNode1.next = listNode2;
        listNode2.next = listNode3;
        listNode3.next = listNode4;
        listNode4.next = listNode5;
        listNode5.next = null;
        this.head = listNode1;
    }

    public void display() {
        //this.head.next != null
        ListNode cur = this.head;
        while (cur != null) {
            System.out.print(cur.val + " ");
            cur = cur.next;
        }
        System.out.println();
    }

    public void display2(ListNode newHead) {
        ListNode cur = newHead;
        while (cur != null) {
            System.out.print(cur.val + " ");
            cur = cur.next;
        }
        System.out.println();
    }

    //查找是否包含关键字key是否在单链表当中
    public boolean contains(int key) {
        ListNode cur = this.head;
        while (cur != null) {
            if (cur.val == key) {
                return true;
            }
            cur = cur.next;
        }
        return false;
    }

    //得到单链表的长度
    public int size() {
        int count = 0;
        ListNode cur = this.head;
        while (cur != null) {
            count++;
            cur = cur.next;
        }
        return count;
    }


    //头插法
    public void addFirst(int data) {
        ListNode node = new ListNode(data);
        node.next = this.head;
        this.head = node;
        /*if(this.head == null) {
            this.head = node;
        }else {
            node.next = this.head;
            this.head = node;
        }*/
    }

    //尾插法
    public void addLast(int data) {
       /* ListNode node = new ListNode(1);
        ListNode cur = this.head;
        while (cur.next != null){
            cur = cur.next;
        }
        if (cur != null){
            cur.next = node;
        }else {
            return;
        }*/
        ListNode node = new ListNode(data);
        if (this.head == null) {
            this.head = node;
        } else {
            ListNode cur = this.head;
            while (cur.next != null) {
                cur = cur.next;
            }
            cur.next = node;
        }
    }

    //任意位置插入,第一个数据节点为0号下标
    public boolean addIndex(int index, int data) {
        if (index > 0 && index < size() - 1) {
            ListNode node = new ListNode(data);
            ListNode cur = this.head;
            while (index != 0) {
                cur = cur.next;
                index--;
            }
            node.next = cur.next;
            cur.next = node;
            return true;
        }
        if (index == 0) {
            addFirst(data);
            return true;
        }
        if (index == size() - 1) {
            addLast(data);
            return true;
        }
        System.out.println("位置不合法!");
        return false;
    }

    //删除第一次出现关键字为key的节点
    public void remove(int key) {
        if (this.head == null) {
            System.out.println("单链表为空,不能删除!");
            return;
        }
        ListNode cur = this.head;
        while (cur.next != null) {
            if (cur.next.val == key) {
                cur.next = cur.next.next;
                return;
            } else {
                cur = cur.next;
            }
        }
        if(this.head.val == key){
            this.head = this.head.next;
            return;
        }
        System.out.println("链表中没有该关键字");
    }

    //删除所有值为key的节点
    public void removeAllKey(int key) {
        if (this.head == null) {
            return;
        }
        ListNode cur = this.head.next;
        ListNode prev = this.head;
        while (cur != null) {
            if (cur.val == key) {
                prev.next = cur.next;
                cur = cur.next;
            } else {
                prev = cur;
                cur = cur.next;
            }
        }
        if (this.head.val == key) {
            this.head = this.head.next;
        }
    }

    //清空链表
    public void clear() {
        while (this.head != null) {
            ListNode curNext = this.head.next;
            this.head.next = null;
            this.head = curNext;
        }
    }

    //反转链表
    public ListNode reverseList() {
        if (this.head == null) {
            return null;
        }
        ListNode cur = this.head;
        ListNode pre = null;
        while (cur != null) {
            ListNode curNext = cur.next;
            cur.next = pre;
            pre = cur;
            cur = curNext;
        }
        return pre;
    }

    //找中间节点(若为偶数返回第二个),只遍历一遍
    public ListNode findMid2() {
        if (this.head == null) {
            return null;
        }
        ListNode fast = this.head;
        ListNode slow = this.head;
        //这里优先判断fast,保证fast.next有意义!!
        while (fast != null && fast.next != null) {
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
        }
        return slow;
    }

    public ListNode findMid1() {
        if (this.head == null) {
            return null;
        }
        ListNode fast = this.head;
        ListNode slow = this.head;
        //这里正常应该优先判断fast,保证fast.next有意义,但是在该while循环里若fast = null就直接返回了,不会进入到while条件判断里面,所以可以不用判断fast是否为空
        while (fast.next != null) {
            fast = fast.next.next;
            if (fast == null) {
                return slow;
            }
            slow = slow.next;
        }
        return slow;
    }

    public ListNode findLastK(int k) {
        if (this.head == null || k <= 0) {
            return null;
        }
        ListNode fast = this.head;
        ListNode slow = this.head;
        while (k - 1 != 0) {
            fast = fast.next;
            if (fast == null) {
                return null;
            }
            k--;
        }
        while (fast.next != null) {
            fast = fast.next;
            slow = slow.next;
        }
        return slow;
    }
    //分割链表
    public ListNode cutList(int num) {
        ListNode cur = this.head;
        ListNode dm = null;
        ListNode dx = null;
        ListNode hm = null;
        ListNode hx = null;
        while (cur != null) {
            if (cur.val < num) {
                if (dm == null) {
                    dm = cur;
                    dx = cur;
                } else {
                    dx.next = cur;
                    dx = dx.next;
                }
            } else {
                if (hm == null) {
                    hm = cur;
                    hx = cur;

                } else {
                    hx.next = cur;
                    hx = hx.next;
                }
            }
            cur = cur.next;
        }
        if (dx == null) {
            return hm;
        }

        if (hm == null) {
            dx.next = null;
            return dm;
        }
        dx.next = hm;
        hx.next = null;
        return dm;


    }
    //删除重复节点
    public ListNode deleteOverList(){
        ListNode cur = head;
        ListNode newHead = new ListNode(-1);
        ListNode tmp = newHead;
        while (cur != null) {
            if(cur.next != null && cur.val == cur.next.val) {
                while (cur.next != null && cur.val == cur.next.val) {
                    cur = cur.next;
                }
                //多走一步
                cur = cur.next;
            }else {
                tmp.next = cur;
                tmp = tmp.next;
                cur = cur.next;
            }
        }
        //防止最后一个节点的值也是重复的
        tmp.next = null;
        return newHead.next;
    }

    //判断是否为回文链表
    public boolean cllBackList() {
        ListNode slow = this.head;
        ListNode fast = this.head;
        while (fast != null && fast.next != null) {
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
        }
        ListNode cur = slow.next;
        while (cur != null) {
            ListNode curNext = cur.next;
            cur.next = slow;
            slow = cur;
            cur = curNext;
        }
        while (head != slow) {
            if (head.val != slow.val) {
                return false;
            } else {
                if (head.next == slow) {
                    return true;
                }
                head = head.next;
                slow = slow.next;
            }
        }
        return true;
    }
    //判断链表是否有环,有则找出入口点
    public ListNode detectCycle(ListNode head) {
        if(head == null){
            return null;
        }
        ListNode fast = head;
        ListNode slow = head;
        while (fast!=null && fast.next!=null){
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
            if(fast == slow){
                ListNode ptr = head;
                while (ptr!=slow){
                    ptr = ptr.next;
                    slow = slow.next;
                }
                return ptr;
            }

        }
        return null;
    }

}

测试代码(包含两个链表合并和判断是否相交代码):

/**
 * Created with IntelliJ IDEA.
 * Description:
 * User: admin
 * Date: 2021-11-02
 * Time: 20:28
 */
public class TestDemo {
    //合并两个链表
    public static ListNode mergeTwoLists(ListNode headA,ListNode headB){
        if(headA==null || headB==null){
            return null;
        }
        ListNode newHead = new ListNode(1);
        ListNode tep = newHead;
        while (headA != null && headB != null){
            if (headA.val < headB.val) {
                tep.next = headA;
                headA = headA.next;
                tep = tep.next;
            } else {
                tep.next = headB;
                headB = headB.next;
                tep = tep.next;
            }
        }
        if (headA != null){
            tep.next = headA;
        }
        if (headB != null){
            tep.next = headB;
        }
        return newHead.next;
    }
    /*public static ListNode mergeTwoLists(ListNode headA, ListNode headB) {
        ListNode newHead = new ListNode(-1);
        ListNode tmp = newHead;
        while (headA != null && headB != null) {
            if(headA.val < headB.val) {
                tmp.next = headA;
                headA = headA.next;
                tmp = tmp.next;
            }else {
                tmp.next = headB;
                headB = headB.next;
                tmp = tmp.next;
            }
        }
        if(headA != null) {
            tmp.next = headA;
        }
        if(headB != null) {
            tmp.next = headB;
        }
        return newHead.next;
    }*/
    //判断链表是否相交
    public static  ListNode getIntersectionNode(ListNode A,ListNode B){
        ListNode pl = A;
        ListNode ps = B;
        int lenA = 0;
        int lenB = 0;
        while(pl != null){
            lenA++;
            pl = pl.next;
        }
        pl = A;
        while(ps != null){
            lenB++;
            ps = ps.next;
        }
        ps = B;
        int len = lenA-lenB;
        if(len < 0) {
            pl = B;
            ps = A;
            len = lenB-lenA;
        }
        //1、pl永远指向了最长的链表   ps 永远指向了最短的链表  2、求到了差值len步

        //走差值len步
        while(len!=0){
            pl = pl.next;
            len--;
        }

        //同时走 直到相遇
        while(pl != ps){
            pl = pl.next;
            ps = ps.next;
        }
        return pl;
    }
    public static void creatCut(ListNode A,ListNode B){

        A.next.next = B.next.next;
    }

    public static void main(String[] args) {
        MyLinkedList myLinkedList = new MyLinkedList();
        myLinkedList.addLast(12);
        myLinkedList.addLast(12);
        myLinkedList.addLast(13);
        myLinkedList.addLast(14);
        myLinkedList.addLast(14);
        /*ListNode ret = myLinkedList.findMid1();
        System.out.println(ret.val);*/
        /*ListNode ret = myLinkedList.cutList(43);
        myLinkedList.display2(ret);*/
        myLinkedList.deleteOverList();
        myLinkedList.display();
        myLinkedList.display2(myLinkedList.deleteOverList());
    }
}

4 顺序表和链表区别

💡顺序表:

优点:
空间连续,支持随机访问。
缺点:
1.中间或前面部分的插入删除时间复杂度O(N)
2.增容的代价比较大

💡链表:

缺点:
以节点为单位存储,不支持随机访问
优点:
1.任意位置插入删除时间复杂度为O(1)
2.没有增容问题,插入一个开辟一个空间

在平时写代码过程中注意选择合适的数据结构来,否则会得不偿失。

作者水平有限,若文章有任何问题欢迎私聊或留言,希望和大家一起学习进步!!!
创作不易,再次希望大家👍支持下,谢谢大家🙏

  数据结构与算法 最新文章
【力扣106】 从中序与后续遍历序列构造二叉
leetcode 322 零钱兑换
哈希的应用:海量数据处理
动态规划|最短Hamilton路径
华为机试_HJ41 称砝码【中等】【menset】【
【C与数据结构】——寒假提高每日练习Day1
基础算法——堆排序
2023王道数据结构线性表--单链表课后习题部
LeetCode 之 反转链表的一部分
【题解】lintcode必刷50题<有效的括号序列
上一篇文章      下一篇文章      查看所有文章
加:2021-12-13 13:06:58  更:2021-12-13 13:07:09 
 
开发: C++知识库 Java知识库 JavaScript Python PHP知识库 人工智能 区块链 大数据 移动开发 嵌入式 开发工具 数据结构与算法 开发测试 游戏开发 网络协议 系统运维
教程: HTML教程 CSS教程 JavaScript教程 Go语言教程 JQuery教程 VUE教程 VUE3教程 Bootstrap教程 SQL数据库教程 C语言教程 C++教程 Java教程 Python教程 Python3教程 C#教程
数码: 电脑 笔记本 显卡 显示器 固态硬盘 硬盘 耳机 手机 iphone vivo oppo 小米 华为 单反 装机 图拉丁

360图书馆 购物 三丰科技 阅读网 日历 万年历 2024年11日历 -2024/11/26 15:33:24-

图片自动播放器
↓图片自动播放器↓
TxT小说阅读器
↓语音阅读,小说下载,古典文学↓
一键清除垃圾
↓轻轻一点,清除系统垃圾↓
图片批量下载器
↓批量下载图片,美女图库↓
  网站联系: qq:121756557 email:121756557@qq.com  IT数码