Java数据结构和算法(二)——数组

2019-01-18 19:55:00     

上篇博客我们简单介绍了数据结构和算法的概念,对此模糊很正常,后面会慢慢通过具体的实例来介绍。本篇博客我们介绍数据结构的鼻祖——数组,可以说数组几乎能表示一切的数据结构,在每一门编程语言中,数组都是重要的数据结构,当然每种语言对数组的实现和处理也不相同,但是本质是都是用来存放数据的的结构,这里我们以Java语言为例,来详细介绍Java语言中数组的用法。

1、Java数组介绍

在Java中,数组是用来存放同一种数据类型的集合,注意只能存放同一种数据类型(Object类型数组除外)。

①、数组的声明

第一种方式:这里 [] 可以放在数组名称的前面,也可以放在数组名称的后面,我们推荐放在数组名称的前面,这样看上去 数据类型 [] 表示的很明显是一个数组类型,而放在数组名称后面,则不是那么直观。

数据类型 []  数组名称 = new 数据类型[数组长度];

第二种方式:这种方式声明数组的同时直接给定了数组的元素,数组的大小由给定的数组元素个数决定。

数据类型 [] 数组名称 = {数组元素1,数组元素2,......}

//声明数组1,声明一个长度为3,只能存放int类型的数据
int [] myArray = new int[3];
//声明数组2,声明一个数组元素为 1,2,3的int类型数组
int [] myArray2 = {1,2,3};

②、访问数组元素以及给数组元素赋值

数组是存在下标索引的,通过下标可以获取指定位置的元素,数组小标是从0开始的,也就是说下标0对应的就是数组中第1个元素,可以很方便的对数组中的元素进行存取操作。前面数组的声明第二种方式,我们在声明数组的同时,也进行了初始化赋值。

//声明数组,声明一个长度为3,只能存放int类型的数据
int [] myArray = new int[3];
//给myArray第一个元素赋值1
myArray[0] = 1;
//访问myArray的第一个元素
System.out.println(myArray[0]);

上面的myArray 数组,我们只能赋值三个元素,也就是下标从0到2,如果你访问 myArray[3] ,那么会报数组下标越界异常。

③、数组遍历

数组有个 length 属性,是记录数组的长度的,我们可以利用length属性来遍历数组。

//声明数组2,声明一个数组元素为 1,2,3的int类型数组
int [] myArray2 = {1,2,3};
for(int i = 0 ; i < myArray2.length ; i++){
	System.out.println(myArray2[i]);
}

2、用类封装数组实现数据结构

上一篇博客我们介绍了一个数据结构必须具有以下基本功能:

①、如何插入一条新的数据项

②、如何寻找某一特定的数据项

③、如何删除某一特定的数据项

④、如何迭代的访问各个数据项,以便进行显示或其他操作

而我们知道了数组的简单用法,现在用类的思想封装一个数组,实现上面的四个基本功能:

ps:假设操作人是不会添加重复元素的,这里没有考虑重复元素,如果添加重复元素了,后面的查找,删除,修改等操作只会对第一次出现的元素有效。
package model;

/**
 * @author bounds
 */
public class BoundsArray {
	// 定义一个数组
	private int[] array;
	// 定义有效长度
	private int elems;
	// 定义数组最大长度
	private int length;

	/**
	 * 默认构造函数
	 */
	public BoundsArray() {
		elems = 0;
		length = 10;
		array = new int[length];
	}

	/**
	 * 初始化数组长度
	 * 
	 * @param length
	 */
	public BoundsArray(int length) {
		elems = 0;
		this.length = length;
		array = new int[length];
	}

	/**
	 * 插入元素
	 * 
	 * @param value
	 *            假设操作人是不会添加重复元素的,如果有重复元素对于后面的操作都会有影响。
	 * @return 添加成功返回true,添加的元素超过范围了返回false
	 */
	public boolean add(int value) {
		if (elems == length) {
			return false;
		} else {
			array[elems] = value;
			elems++;
		}
		return true;
	}

	/**
	 * 显示有效长度
	 * 
	 * @return
	 */
	public int size() {
		return elems;
	}

	/**
	 * 遍历元素
	 */
	public void display() {
		for (int i = 0; i < elems; i++) {
			System.out.println(array[i]);
		}
	}

	/**
	 * 根据下标获取元素 查找下标超出数组下标有效值,提示访问下标越界
	 * 
	 * @param index
	 *            查找下标值在数组下标有效范围内,返回下标所表示的元素
	 * @return
	 */
	public int get(int index) {
		if (index < 0 || index > elems) {
			System.out.println("访问下标越界");
		}
		return array[index];
	}

	/**
	 * 根据元素获取下标
	 * 
	 * @param value
	 * @return 查找的元素如果存在则返回下标值,如果不存在,返回 -1
	 */
	public int find(int value) {
		int i;
		for (i = 0; i < elems; i++) {
			if (array[i] == value) {
				break;
			}
		}
		if (i == elems) {
			return -1;
		}
		return i;
	}

	/**
	 * 删除元素
	 * 
	 * @param value
	 * @return 如果要删除的值不存在,直接返回 false;否则返回true,删除成功
	 */
	public boolean delete(int value) {
		int k = find(value);
		if (k == -1) {
			return false;
		} else if (k == elems - 1) {
			elems--;
		} else {
			for (int i = k; i < elems - 1; i++) {
				array[i] = array[i + 1];
			}
			elems--;
		}
		return true;
	}

	/**
	 * 修改元素
	 * 
	 * @param oldValue
	 * @param newValue
	 * @return 修改成功返回true,修改失败返回false
	 */
	public boolean modify(int oldValue, int newValue) {
		int k = find(oldValue);
		if (k == -1) {
			System.out.println("该元素不存在,无法修改");
			return false;
		} else {
			array[k] = newValue;
		}
		return true;
	}

}

测试:

package test;

import model.BoundsArray;

public class BoundsTest {
	public static void main(String[] args) {
		// 创建自定义封装数组结构,数组大小为4
		BoundsArray ba = new BoundsArray(5);
		// 添加4个元素分别是10,20,30,40,50
		ba.add(10);
		ba.add(20);
		ba.add(30);
		ba.add(40);
		ba.add(50);
		// 遍历数组元素
		ba.display();
		// 获取数组有效长度
		System.out.println(ba.size());
		// 查找下标为4的元素
		System.out.println(ba.get(4));
		// 查找元素为50的下标
		System.out.println(ba.find(50));
		// 删除50的元素
		ba.delete(50);
		// 将元素10修改为100
		ba.modify(10, 100);
		ba.display();

	}
}

3、分析数组的局限性

通过上面的代码,我们发现数组是能完成一个数据结构所有的功能的,而且实现起来也不难,那数据既然能完成所有的工作,我们实际应用中为啥不用它来进行所有的数据存储呢?那肯定是有原因呢。

数组的局限性分析:

  ①、插入快,对于无序数组,上面我们实现的数组就是无序的,即元素没有按照从大到小或者某个特定的顺序排列,只是按照插入的顺序排列。无序数组增加一个元素很简单,只需要在数组末尾添加元素即可,但是有序数组却不一定了,它需要在指定的位置插入。

  ②、查找慢,当然如果根据下标来查找是很快的。但是通常我们都是根据元素值来查找,给定一个元素值,对于无序数组,我们需要从数组第一个元素开始遍历,直到找到那个元素。有序数组通过特定的算法查找的速度会比无需数组快,后面我们会讲各种排序算法。

  ③、删除慢,根据元素值删除,我们要先找到该元素所处的位置,然后将元素后面的值整体向前面移动一个位置。也需要比较多的时间。

  ④、数组一旦创建后,大小就固定了,不能动态扩展数组的元素个数。如果初始化你给一个很大的数组大小,那会白白浪费内存空间,如果给小了,后面数据个数增加了又添加不进去了。

  很显然,数组虽然插入快,但是查找和删除都比较慢,而且扩展性差,所以我们一般不会用数组来存储数据,那有没有什么数据结构插入、查找、删除都很快,而且还能动态扩展存储个数大小呢,答案是有的,但是这是建立在很复杂的算法基础上,后面我们也会详细讲解。

4、总结

本篇博客我们讲解了数组的基本用法,以及用Java语言中的类实现了一个数组的数据结构,但是我们分析该数据结构,发现存在很多性能问题,后面会讲解别的数据结构,看看那些数据结构是如何处理这些问题的。当然在讲解数据结构之前,下篇博客我们会简单的介绍几种常用的排序算法。

转载自:https://www.cnblogs.com/ysocean/p/7894448.html
vue.js + restful + pageHelper + thymeleaf + springboot

本篇博客涉及到多方面的知识点,包括 Vue.js,Springboot, Restful风格, 分页 PageHelper 的使用, Thymeleaf 模板等接下来,就按照查询,增加,删除,编辑和更新,由浅入深地把这个 CRUD 一点点做出来

Java数据结构和算法(一)——简介

编程好比是一辆汽车,而数据结构和算法是汽车内部的变速箱。一个开车的人不懂变速箱的原理也是能开车的,同理一个不懂数据结构和算法的人也能编程。但是如果一个开车的人懂变速箱的原理,比如降低速度来获得更大的牵引力,或者通过降低牵引力来获得更快的行驶速度。那么爬坡时使用1档,便可以获得更大的牵引力;下坡时便使用低档限制车的行驶速度。

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