Java数据结构和算法(二)——数组

Wesley13
• 阅读 695

  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。

  ①、数组的声明

  第一种方式:

1

数据类型 []  数组名称 =  new  数据类型[数组长度];

  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。

  第二种方式:

1

数据类型 [] 数组名称 = {数组元素 1 ,数组元素 2 ,......}

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

1

2

3

4

//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。

1

2

3

4

5

6

//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。

1

2

3

4

5

//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 com.ys.array;
 
public class MyArray {
    //定义一个数组
    private int [] intArray;
    //定义数组的实际有效长度
    private int elems;
    //定义数组的最大长度
    private int length;
     
    //默认构造一个长度为50的数组
    public MyArray(){
        elems = 0;
        length = 50;
        intArray = new int[length];
    }
    //构造函数,初始化一个长度为length 的数组
    public MyArray(int length){
        elems = 0;
        this.length = length;
        intArray = new int[length];
    }
     
    //获取数组的有效长度
    public int getSize(){
        return elems;
    }
     
    /**
     * 遍历显示元素
     */
    public void display(){
        for(int i = 0 ; i < elems ; i++){
            System.out.print(intArray[i]+" ");
        }
        System.out.println();
    }
     
    /**
     * 添加元素
     * @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{
            intArray[elems] = value;
            elems++;
        }
        return true;
    }
     
    /**
     * 根据下标获取元素
     * @param i
     * @return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
     * 查找下标超出数组下标有效值,提示访问下标越界
     */
    public int get(int i){
        if(i<0 || i>elems){
            System.out.println("访问下标越界");
        }
        return intArray[i];
    }
    /**
     * 查找元素
     * @param searchValue
     * @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 searchValue){
        int i ;
        for(i = 0 ; i < elems ;i++){
            if(intArray[i] == searchValue){
                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++){
                    intArray[i] = intArray[i+1];
                    elems--;
                }
            }
            return true;
        }
    }
    /**
     * 修改数据
     * @param oldValue原值
     * @param newValue新值
     * @return修改成功返回true,修改失败返回false
     */
    public boolean modify(int oldValue,int newValue){
        int i = find(oldValue);
        if(i == -1){
            System.out.println("需要修改的数据不存在");
            return false;
        }else{
            intArray[i] = newValue;
            return true;
        }
    }
 
}

  测试:

package com.ys.test;
 
import com.ys.array.MyArray;
 
public class MyArrayTest {
    public static void main(String[] args) {
        //创建自定义封装数组结构,数组大小为4
        MyArray array = new MyArray(4);
        //添加4个元素分别是1,2,3,4
        array.add(1);
        array.add(2);
        array.add(3);
        array.add(4);
        //显示数组元素
        array.display();
        //根据下标为0的元素
        int i = array.get(0);
        System.out.println(i);
        //删除4的元素
        array.delete(4);
        //将元素3修改为33
        array.modify(3, 33);
        array.display();
    }
 
}

  打印结果为:

  Java数据结构和算法(二)——数组

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,知道找到那个元素。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,所以我们不会用数组来存储所有的数据,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。

点赞
收藏
评论区
推荐文章
blmius blmius
3年前
MySQL:[Err] 1292 - Incorrect datetime value: ‘0000-00-00 00:00:00‘ for column ‘CREATE_TIME‘ at row 1
文章目录问题用navicat导入数据时,报错:原因这是因为当前的MySQL不支持datetime为0的情况。解决修改sql\mode:sql\mode:SQLMode定义了MySQL应支持的SQL语法、数据校验等,这样可以更容易地在不同的环境中使用MySQL。全局s
皕杰报表之UUID
​在我们用皕杰报表工具设计填报报表时,如何在新增行里自动增加id呢?能新增整数排序id吗?目前可以在新增行里自动增加id,但只能用uuid函数增加UUID编码,不能新增整数排序id。uuid函数说明:获取一个UUID,可以在填报表中用来创建数据ID语法:uuid()或uuid(sep)参数说明:sep布尔值,生成的uuid中是否包含分隔符'',缺省为
待兔 待兔
3个月前
手写Java HashMap源码
HashMap的使用教程HashMap的使用教程HashMap的使用教程HashMap的使用教程HashMap的使用教程22
Wesley13 Wesley13
3年前
Java开发者容易犯的十个错误
!(https://oscimg.oschina.net/oscnet/c9f00cc918684fbe8a865119d104090b.gif)Top1.数组转换为数组列表将数组转换为数组列表,开发者经常会这样做:\java\List<StringlistArrays.asList(arr);Arr
Wesley13 Wesley13
3年前
Java中的数组(Array)
数组对于每一门编程语言来讲都是最重要的数据结构之一,当然不同的编程语言对数组的实现以及处理也不尽相同。数组的概念:把有限个相同类型元素变量放在一个整体,这个整体就叫做数组。数组中的每一个元素被称为数组元素,通常可以通过数组元素的索引(也叫下标,可以理解为一种编号,从0开始)来访问数组元素,包括数组元素的赋值(set)和取值(get)。
Stella981 Stella981
3年前
JS 对象数组Array 根据对象object key的值排序sort,很风骚哦
有个js对象数组varary\{id:1,name:"b"},{id:2,name:"b"}\需求是根据name或者id的值来排序,这里有个风骚的函数函数定义:function keysrt(key,desc) {  return function(a,b){    return desc ? ~~(ak
Wesley13 Wesley13
3年前
Java 数据结构
简要本文主要介绍数据结构以及在Java中有哪些直接可用的数据结构(不涉及并发编程使用场景)。常见的数据结构下面直接介绍的常见的数据结构:数组(Array)、栈(Stack)、队列(Queue)、链表(LinkedList)、树(Tree)、堆(Heap)、散列表(Hash)、图(Graph)数组(Array)
Wesley13 Wesley13
3年前
00:Java简单了解
浅谈Java之概述Java是SUN(StanfordUniversityNetwork),斯坦福大学网络公司)1995年推出的一门高级编程语言。Java是一种面向Internet的编程语言。随着Java技术在web方面的不断成熟,已经成为Web应用程序的首选开发语言。Java是简单易学,完全面向对象,安全可靠,与平台无关的编程语言。
Wesley13 Wesley13
3年前
Java数据结构和算法(四)——栈
前面我们讲解了数组,数组更多的是用来进行数据的存储,纯粹用来存储数据的数据结构,我们期望的是插入、删除和查找性能都比较好。对于无序数组,插入快,但是删除和查找都很慢,为了解决这些问题,后面我们会讲解比如二叉树、哈希表的数据结构。  而本篇博客讲解的数据结构和算法更多是用作程序员的工具,它们作为构思算法的辅助工具,而不是完全的数据存储工具。这些数据结构的生
Wesley13 Wesley13
3年前
Java基础之数组队列及Java堆外内存学习笔记[图]
Java基础之数组队列及Java堆外内存学习笔记\图\1.数组1.1数组基本概念:数组是一个容器,可以存储同一数据类型的N个数据;数组是一个数据结构,是数据结构中访问速度最快的;数组是直接通过下标进行定位;数组是属于引用数据类型(数组名中存储的是内存首地址);数组本身只有有length属性(获取数组能存储的数据个数),但是