Java數據結構算法

時間 2019-12-12

標籤 java 數據結構算法欄目 Java 简体版

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目錄node

鏈表

　　「數組」做爲數據存儲結構有必定的缺陷數組

無序數組——搜索效率是低效的
有序數組——插入效率低

　　無論在哪一種數組中刪除效率都很低，建立數組後，大小不可改變數據結構

線性數據結構

爲何鏈表很重要？

最簡單的動態數據結構
更深刻的理解引用（或者指針）
更深刻的理解遞歸
輔助組成其餘的數據結構（圖結構、哈希表、隊列）

鏈表 LinkedListapp

　　數據儲存在「節點（Node）」中，一個鏈節點是某個類的對象ide

　　優勢：真正的動態，不須要處理固定容量的問題（不用像數組new出來一片空間）this

　　缺點：不能隨機訪問（數組開闢的空間在內存上是連續的，能夠經過下標計算出內存地址進行隨機訪問，而鏈表必須是順序訪問，因爲依靠next一層一層鏈接，在計算機的底層，每個節點對應的內存地址不一樣）spa

數組和鏈表的對比

　　數組：最好用於索引有語意的狀況（user[1]）3d

　　優勢：快速查詢指針

　　數組：最好不用於索引有語意的狀況code

　　鏈表：動態

應用

一、在鏈表頭添加元素

　　在數組中，在最後面添加元素是最方便的，由於有size在跟蹤數組的最後一個元素

　　可是鏈表偏偏相反，鏈表頭添加元素，由於有head頭結點，沒有跟蹤最後一個元素的結點

public class LinkedList<E>{

    private class Node{
        public E e;
        public Node next;

        public Node(E e,Node next){
            this.e=e;
            this.next=next;
        }

        public Node(E e){
            this(e,null);
        }

        public Node(){
            this(null,null);
        }
    }

    private Node head;
    private int size;

    public LinkedList(){
        head=null;
        size=0;
    }

    //獲取鏈表中元素個數

    public int getSize() {
        return size;
    }

    public boolean isEmpty(){
        return size==0;
    }

    //在鏈表頭結點添加元素
    public  void addFirst(E e){
        Node node=new Node(e);
        node.next=head;
        head=node;

        //head=new Node(e);至關於上面三行
        size++;
    }
}

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二、在鏈表中間（末尾）添加元素

　　在搜索爲2的位置插入元素

　　關鍵：找到添加結點的前一個節點

　　注意：如插入到索引爲0的節點後面，頭結點沒有前驅節點

  //在鏈表中間添加元素
    public void add(int index,E e){
        //判斷索引的和發現
        if(index<0||index>size){
            throw new IllegalArgumentException("add failed,illegal index");
        }
        //若是在鏈表頭添加，因爲鏈表頭沒有前驅節點，需特殊處理
        if(index==0){
            addFirst(e);
        }else{
            Node pre=head;
            for (int i = 0; i <index-1 ; i++) {
                //一直將前驅節點向前移，直到找到index位置的節點
                pre=pre.next;
                Node node=new Node(e);
                node.next=pre.next;
                pre.next=node;

                //pre.next=new Node(e,pre.next);至關於上面三行
                size++;
            }
        }
    }

    //在鏈表末尾添加元素
    public void addLast(E e){
        add(size,e);
    }

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三、爲鏈表設置虛擬頭結點

　　因爲頭結點沒有前驅節點，在鏈表頭結點和其餘位置插入元素，會有所不一樣

　　所以構建一個虛擬頭結點爲null，就不須要對頭結點進行特殊處理，只須要找到待添加元素的前一個節點

    //在鏈表中間添加元素
    public void add(int index,E e){
        //判斷索引的和發現
        if(index<0||index>size){
            throw new IllegalArgumentException("add failed,illegal index");
        }
        //若是在鏈表頭添加，因爲鏈表頭沒有前驅節點，需特殊處理
            Node pre=dummyHead;
            for (int i = 0; i <index; i++) {
                //一直將前驅節點向前移，直到找到index位置的節點
                pre=pre.next;
                Node node=new Node(e);
                node.next=pre.next;
                pre.next=node;

                //pre.next=new Node(e,pre.next);至關於上面三行
                size++;
            }
    }

    //在鏈表末尾添加元素
    public void addLast(E e){
        add(size,e);
    }

    //在鏈表頭結點添加元素
    public void addFirst(E e){
        add(0,e);
    }

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四、鏈表

    //得到鏈表的第index(0-base)個位置的元素
    public E get(int index){
        //判斷索引的合法性
        if(index<0||index>size){
            throw new IllegalArgumentException("add failed,illegal index");
        }
        Node cur=dummyHead.next;
        for (int i = 0; i <index ; i++) {
            cur=cur.next;
        }
        return cur.e;
    }

    //獲取鏈表第一個元素
    public E getFirst(){
        return get(0);
    }

    public E getLast(){
        return get(size-1);
    }