数据结构：图文详解顺序表的各种操作（新增元素，查找元素，删除元素，给指定位置元素赋值）_顺序表添加元素

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 目录

一.顺序表的概念

二.顺序表的实现

新增元素

默认尾部新增

指定位置添加元素

查找元素

查找是否存在

查找元素对应的位置

查找指定位置对应的元素

删除元素

获取顺序表长度

清空顺序表

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一.顺序表的概念

在线性数据结构中，我们一般分为俩类：顺序表和链表

        顺序表是一种线性数据结构，是数据元素按照线性顺序存储的数据结构，通常使用数组实现。顺序表中的元素以一定的顺序排列，每个元素都可以通过下标来进行访问。顺序表支持随机访问，可以快速地访问任意一个元素，但插入或删除元素时需要移动其余元素，效率较低。顺序表在内存中是一个连续的存储区域，数据元素紧密相邻存储，因此随机访问速度快。由于顺序表容量固定，当元素数量超过容量时需要重新分配内存空间，这可能会导致操作的耗时和内存使用的增加。

二.顺序表的实现

顺序表是一种数据结构，他和语言语法无关，语言只是通过不同的方式去描述这个数据结构，

举个通俗的例子说，假如湖面上有一座假山，而湖边有一群游客

有的人用英语说 “There is a rockery on the lake”

有的人用中文说 “湖面上有一坐假山”

有的人用日语说 “湖面に築山があります”

而这座假山就像是我们的数据结构，而我们使用的英语，中文，日语则是我们不同的编程语言。因此在学习数据结构的过程中，我们不必刻意去在意使用的什么语言什么语法，我们需要了解的是这个数据结构的本质和功能以及特性。笔者这里以Java作为顺序表的载体进行分享。

我们通常使用数值去实现顺序表，对于一个顺序表，它至少应该有以下俩个成员变量

• 数组：用来存放数据和元素
• 数组内存放的元素的个数：记录数组内元素的个数可以方便我们更好的进行增加删除等操作

public class MyArrayList{
    public int[] arr;//存放数据的数组
    public int usedSize;//记录数组内元素的个数
}

对于一个顺序表，它应该实现以下这些功能，我们将这些顺序表特有的功能和特性抽象出来一个接口，然后自己用代码去实现一个正真的顺序表。

public interface Ilist {
    // 新增元素,默认在数组最后新增
    public void add(int data);
    // 在 pos 位置新增元素
    public void add(int pos, int data);
    // 判定是否包含某个元素
    public boolean contains(int toFind);
    // 查找某个元素对应的位置
    public int indexOf(int toFind);
    // 获取 pos 位置的元素
    public int get(int pos);
    // 给 pos 位置的元素设为 value
    public void set(int pos, int value);
    // 删除第一次出现的关键字key
    public void remove(int toRemove);
    // 获取顺序表长度
    public int size();
    // 清空顺序表
    public void clear();
}

新增元素

我们将新增元素分为俩种方式：默认尾部新增元素以及指定位置新增元素

默认尾部新增

在刚开始的时候，数组大小为我们设置的默认大小5，数组内部是没有元素的，也就是说默认的元素数量也是0，我们可以直接新增元素；但是数组的内容是有限的，当数组内容放满了后就需要扩容了，我们使用copyOf直接将原有数组的大小扩大一倍，再让这个数组重新接收扩容后的数组。

再来到具体的新增元素部分，usedSize相当于一直在记录顺序表最后一个元素，直接对当前顺序表最后一个位置放入数据data，并且记录元素的数量加一。

public static final int DEFAULT_SIZE = 5;
    // 新增元素,默认在数组最后新增
    public void add(int data) {
        //判断满了之后要扩容
        if (arr.length == usedSize) {
            arr = Arrays.copyOf(arr, DEFAULT_SIZE * 2);
        }
        arr[usedSize] = data;
        usedSize++;
    }

指定位置添加元素

在添加之前先对要添加的位置进行判断，在顺序表中除了第一个节点之外每一个节点都有它的前驱，所以我们要确保添加的位置在序列中，如果不在序列中，我们就抛出一个自定义异常（这一步不是必须的）

在确定了输入的位置是合法的后，还要先判断顺序表是否已满，如果满了就进行扩容，在剩余空间充足的情况下就进行添加操作，在添加的时候需要进行元素的移动来为新的元素腾出位置，之后再在空出的位置上放入我们想要放入的元素，当我们完成新增后，记录元素个数的usedSize自然也要加一

、

代码实现：

    private void cheakPos(int pos) {
        if (pos < 0 || pos > usedSize)
            throw new ExceptionOfPos("pos位置不能为：" + pos);
    }    
    public void add(int pos, int data) {
        cheakPos(pos);
        //判断满了之后要扩容
        if (arr.length == usedSize) {
            arr = Arrays.copyOf(arr, DEFAULT_SIZE * 2);
        }
        //移动元素留出空位
        for (int i = usedSize - 1; i >= pos; i--) {
            arr[i + 1] = arr[i];
        }
        arr[pos] = arr[pos - 1];
        //给pos位置元素赋值
        arr[pos - 1] = data;
        usedSize++;
    }

public class ExceptionOfPos extends RuntimeException{
    public ExceptionOfPos(String message) {
        super(message);
    }
}

查找元素

查找可以按查找结果分为

• 查找是否存在
• 查找元素对应的位置
• 查找指定位置对应的元素

查找是否存在

查找是相当最好实现的，因为我们并没有对顺序表进行内容上的改变，这也是顺序表最大的优势。查找只需要挨个遍历，看看是否有我们要找的元素，如果有就返回存在(true)，如果没有就返回不存在(false)

    // 判定是否包含某个元素
    public boolean contains(int toFind) {
        for (int i = 0; i < usedSize; i++) {
            if (arr[i] == toFind)
                return true;
        }
        return false;
    }

查找元素对应的位置

挨个遍历，看看是否有我们要找的元素，如果有就返回元素的下标，如果没有就返回-1

    // 查找某个元素对应的位置
    public int indexOf(int toFind) {
        for (int i = 0; i < usedSize; i++) {
            if (arr[i] == toFind)
                return i + 1;
        }
        return -1;
    }

查找指定位置对应的元素

在判定输入位置和顺序表的合法性后（不一定非要抛出异常，笔者这里只是给个思路），直接返回目标位置的元素就可以了

    // 获取 pos 位置的元素
    public int get(int pos) {
        //检查输入位置是否合法
        cheakPos(pos);
        //检查顺序表是否为空
        cheakEmpty();
        return arr[pos];
    }
 
    private void cheakPos(int pos) {
        if (pos < 0 || pos > usedSize)
            throw new ExceptionOfPos("pos位置不能为：" + pos);
    }
    
    private void cheakEmpty() {
        if (usedSize == 0)
            throw new ExceptionOfEmpty("当前顺序表为空，无法操作");
    }

删除元素

删除之前得先判断顺序表是否为空，在不为空的情况下，我们利用刚才写的查找方法indexOf找到要删除的元素的位置，然后将元素从后往前依次覆盖就可以了，因为最后一个元素的后面是没有元素的，所以我们要进行手动覆盖，元素减少之后，对应的记录数量的usedSize也得减一

    //删除第一次出现的关键字key
    public void remove(int toRemove) {
        //检查顺序表是否为空
        cheakEmpty();
        int delPos = indexOf(toRemove);
        for (int i = delPos; i < usedSize; i++) {
            arr[i-1] = arr[i];
        }
        arr[usedSize-1] = arr[usedSize];
        usedSize--;
    }

获取顺序表长度

因为usedSize保存了顺序表元素的个数，也就是顺序表的长度，所以在判断顺序表非空后直接返回usedSize就可以

    // 获取顺序表长度
    public int size() {
        //检查顺序表是否为空
        cheakEmpty();
        return usedSize;
    }

清空顺序表

直接将元素的个数置为0，其余的方法就无法通过usedSize去操作顺序表了，也就完成了顺序表的清空

    // 清空顺序表
    public void clear() {
        usedSize = 0;
    }

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