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...

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。

顺序表（ArrayList）

什么是顺序表？

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。

也就是说，顺序表底层结构就是 一个数组。是使用数组来完成的一种结构。

那现在有一个数组，如果有一组数据 1，2，3，4，5，6，7 ，我们现在想把这组数据放到数组里去。

我们先放进1，2，3 ，问当前数组里有多少个有效数据？很明显是 3 个。

那怎么利用程序判断他有 3 个有效数据呢？

我们需要先定义一个变量 usedSize , 放进一个数据 usedSize++,放一个就加一下。这不就能确定有几个有效数据了吗。

代码实现（MyArrayList）

接下来我们利用代码来实现顺序表的增删查改等方法：

--- 打印顺序表

就是遍历数组

--- 新增元素

1.新增元素，默认在数组最后新增

这么写没问题吗？如果满了怎么办？

所有我们要写一个方法来判断是否满了：

新增元素前我们要判断是否满了，满了的话要扩容

新增看看效果：

2.在指定位置新增元素

我们的逻辑应该是把指定位置之后的数据都向后挪，把指定位置空出来，再在指定位置插入数据。

那具体该如何挪数据？

我们要从最后的位置开始挪 ，不能从第一个开始挪，不然会把之后的数据盖掉。

那我们现在确定了挪的方法，接下来我们看看代码如何实现：

注意：我们这里是要判断pos的位置是否合法的，

pos不能小于0，也不能跳着放（大于usedSize）.

为此我们还搞了个异常

（ps:异常之前讲过链接 https://blog.csdn.net/iiiiiihuang/article/details/130671801?spm=1001.2014.3001.5501 ）

我们看看运行效果：

看看位置不合法时的运行结果：

--- 判断是否包含某个元素

运行结果

--- 查找某个元素具体位置（下标）

运行结果

--- 获取 pos 位置的元素

还要判断位置是否合法。

运行结果

--- 给pos位置的值设为 value

这里同样要先判断 pos 位置是否合法，那我们可以单独写一个方法，来判断。（方法的封装）

运行结果

--- 获取顺序表长度

--- 删除第一次出现的关键字

代码实现

注意：usedSize - 1 防止越界，这里是 this.elem[i] = this.elem[i + 1]，那 i 走到倒数第二位就行了

运行结果

--- 清除顺序表

ps （小提一嘴）: 现在的都是整型这么写可以，但是的是引用类型的时候要一个一个置为 null ，删除也要有类似操作。

完整代码


import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
 
/**
 * @Author: iiiiiihuang
 */
public class MyArrayList {
    private int[] elem;//存放数据元素。
    private int usedSize;//代表当前顺序表中有效数据个数。
 
    private  static  final int DEFAULT_SIZE = 10;
 
    /**
     * 默认构造方法
     */
    public MyArrayList() {
        this.elem = new int[DEFAULT_SIZE];
    }
 
    /**
     * 指定容量
     * @param initCapacity
     */
    public MyArrayList(int initCapacity) {
        this.elem = new int[initCapacity];
    }
 
    /**
     * 打印顺序表中的所有元素
     */
    public void display() {
        for (int i = 0; i < this.usedSize; i++) {
            System.out.print(this.elem[i] + " ");
        }
    }
 
    public boolean isFull() {
        if(this.usedSize == this.elem.length){
            return true;
        }
        return false;
    }
 
    /**
     * 新增元素，默认在数组最后新增
     * @param date
     */
    public void add(int date){
        if(isFull()){
            //扩容
            this.elem = Arrays.copyOf(this.elem, 2*this.elem.length);
        }
        this.elem[this.usedSize] = date;
        this.usedSize++;
    }
 
    //判断pos位置是否合法
    private void checkPos(int pos){
        if(pos < 0 || pos >= usedSize){
            throw new PosOutOfBoundsException(pos + "位置不合法");
        }
    }
 
    /**
     * 在指定位置（pos）新增元素
     * @param pos
     * @param date
     */
    public void add(int pos, int date) {
        //判断pos位置是否合法
        if(pos < 0 || pos > usedSize){
            throw new PosOutOfBoundsException(pos + "位置不合法");
        }
        if(isFull()){
            this.elem = Arrays.copyOf(this.elem, 2*this.elem.length);
        }
        for (int i = this.usedSize - 1; i >= pos; i--) {
            this.elem[i + 1] = this.elem[i];
        }
 
        this.elem[pos] = date;
        usedSize++;
    }
 
    /**
     * 判断是否包含某个元素
     * @param toFind
     * @return
     */
    public boolean contains(int toFind){
        for (int i = 0; i < this.usedSize; i++) {
            if(this.elem[i] == toFind){
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
 
    /**
     * 查找某个元素具体位置(下标）
     * @param toFind
     * @return
     */
    public int indexOf(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
     * @param pos
     * @return
     */
    public int get(int pos) {
        //判断pos位置是否合法
        checkPos(pos);
        return this.elem[pos];
    }
 
    /**
     * 给pos位置 的值设为 value
     * @param pos
     * @param value
     */
    public void set(int pos, int value) {
        checkPos(pos);
        this.elem[pos] = value;
    }
 
    /**
     * 获取顺序表长度
     */
    public int size() {
        return this.usedSize;
    }
 
    /**
     * 删除第一次出现的关键字
     * @param toRemove
     */
    public void remove(int toRemove) {
        //获取要删除元素下标
        int index = indexOf(toRemove);
        if(index == -1){
            System.out.println("没有这个数据");
            return;
        }
        //usedSize - 1 防止越界
        for (int i = index; i < this.usedSize - 1; i++) {
            this.elem[i] = this.elem[i + 1];
        }
 
        usedSize--;
    }
 
    /**
     * 清除顺序表
     */
    public void clear() {
        this.usedSize = 0;
    }
}

上述是自己实现一个顺序表结构，那以后用到顺序表都要我们自己重新实现吗？当然不用啦！

Java里面已经帮你处理好了，有现成的，就是 ArrayList

ArrayList

在集合框架中，ArrayList是一个普通的类，实现了List接口。

1. ArrayList是以泛型方式实现的，使用时必须要先实例化
2. ArrayList实现了RandomAccess接口，表明ArrayList支持随机访问
3. ArrayList实现了Cloneable接口，表明ArrayList是可以clone的
4. ArrayList实现了Serializable接口，表明ArrayList是支持序列化
5. 和Vector不同，ArrayList不是线程安全的，在单线程下可以使用，在多线程中可以选择 Vector或者CopyOnWriteArrayList
6. ArrayList底层是一段连续的空间，并且可以动态扩容，是一个动态类型的顺序表

我们可以在 IDEA 里看到 ArrayList 的源码

接下来我们来介绍一下 ArrayList 的几种用法。

ArrayList 的实例化

这两种方法都行，区别就在于，方法一可以调用的方法更多一些。但是方法二发生了向上转型，

一般情况下，我们用方法二多一点。

（ps: 向上转型前面介绍过了链接 https://blog.csdn.net/iiiiiihuang/article/details/130484383?spm=1001.2014.3001.5501 ）

ArrayList的构造

方法	解释
ArrayList()	无参构造
ArrayList(Collection<? extends E> c)	利用其他 Collection 构建 ArrayList
ArrayList(int initialCapacity)	指定顺序表初始容量

当我们调用不带参数的构造方法时，默认在第一次 add 时才会分配大小为10的内存

扩容按1.5倍进行扩容

ArrayList常见操作

方法	解释
boolean add(E e)	尾插 e
void add(int index, E element)	将 e 插入到 index 位置
boolean addAll(Collection<? extends E> c)	尾插 c 中的元素
E remove(int index)	删除 index 位置元素
boolean remove(Object o)	删除遇到的第一个 o
E get(int index)	获取下标 index 位置元素
E set(int index, E element)	将下标 index 位置元素设置为 element
void clear()	清空
boolean contains(Object o)	判断 o 是否在线性表中
int indexOf(Object o)	返回第一个 o 所在下标
int lastIndexOf(Object o)	返回最后一个 o 的下标
List<E> subList(int fromIndex, int toIndex)	截取部分 list

注意：这个remove怎么用？

要这么写才能删掉等于2 的元素

演示一下 subList

截取到2，3 （Java里一般都是左闭右开的 [ , , ) )

如果我们把 list3 的 0 下标该成 188 会方生什么？

我们发现，list2 的 1 下标的位置（list3 的 0下标）也变成了188 . 为什么？

这是因为list3, 截取的时候并没有真正的把这个数据拿出来，只是指向了1 下标那儿的地址，所有更新值肯定会影响 list2.

ArrayList的遍历

ArrayList 可以使用三方方式遍历：使用迭代器，for循环+下标、foreach

上面是直接用sout 遍历的，是因为重写了 toString 方法。

---- 迭代器

一般情况下，能够直接通过 sout 输出引用指向对象当中的内容的时候，此时一定重写了 toString 方法。

那我们看看ArrayList 里有没有 toString (ctrl + F) 搜索一下。发现没有。

但是 ArrayList 还继承了 AbstractList，我们去 AbstractList 里找找。发现还没有。

但是 AbstractList 还继承了 AbstractCollection ，

我们在 AbstractCollection 这里找到了 toString。

下面画线那个部分就是 迭代器 （遍历当前集合）

--- 用法一

--- 用法二

上面两个用那个都行

--- 从后往前打印

ps : 这个方法不行，因为这个不能传参

---- for循环+下标

---- foreach

ArrayList 的优缺点

优点

1.可以通过下标进行随机访问，顺序表适合对静态的数据进行查找和更新

缺点

1.添加元素的效率比较低（假如在 0 位置添加元素，就需要把后面所有的元素都往后移）

2.删除的效率也低（假如删除 0 位置元素，也需要移动后面所有的元素）

3.扩容按1.5 倍扩容，有浪费空间的情况。

（顺序表不适合用来插入和删除数据）

顺序表适合对静态的数据进行查找和更新，不适合用来插入和删除数据，这时候就需要用 链表来做。接下来我们来介绍链表。

链表（LinkedList）

什么是链表？

链表是一种 物理存储结构上非连续 的存储结构，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。

链表是由一个一个节点连成的：（这个是单向不带头非循环链表的节点）

单向不带头非循环链表

除此之外还有很多类型的链表，一般从三个方向去分

单向双向
不带头带头
非循环循环

经过排列组合就会有下面这几种类型的链表：

单向不带头非循环链表
单向不带头循环链表
单向带头非循环链表
单向带头循环链表
双向不带头非循环链表
双向不带头循环链表
双向带头非循环链表
双向带头循环链表

上面我们画了不带头的链表，接下来我们了解一下 带头的是啥样的？

再来看看 循环的 ：

等我们把单向的介绍完，在介绍双向的。

我们重点讲 单向不带头非循环链表 和 双向不带头非循环链表 （这两种是工作，笔试面试考试重点）

单向不带头非循环链表

代码实现

节点

上述可知链表是由一个一个节点组成的，所以我们可以把这个节点定义成个内部类。

还得有一个指向第一个节点的属性：

插入数据

--- 头插法

注意：如果我们把下面的语句反过来写可以吗？变成 head = node; node.next = head;

不可以，先把node 置为 head, node 的下一个指向 head, 那不就是自己指向自己了吗，后面的节点就都丢失了。

我们插入看看效果

--- 尾插法

先找到最后一个节点，

所以循环里要写成 cur.next != null, 在到最后一个节点这就不进入循环了，那此时cur 就是最后一个节点，而不能写成cur != null, 这样会遍历完整个链表，停不住。

运行看看效果：

似乎是可以的，但是如果现在链表了一个节点也没有，再插入呢？

报错了！！—— 空指针异常，为啥呀？我们返回代码哪里看一看，调试一下：

我们发现当链表里一个节点都没有的时候，head = null，那cur = head, cur 也是 null，

那cur都为空了，哪来的 next ，那当然就报出来空指针异常了。

所以接下来我们改进一下代码：

那我们再运行一下代码，就没有任何问题了

--- 任意位置插入（第一个数据节点为0号下标）

很明显，我们要确定插入位置的前一个节点，那如果你要插入 2 位置，那你就要找到 1 位置节点，那从 0 位置到 1 位置要走一步，也就是 index - 1 步。

找到要插入位置的前一个节点。这个是写方法里面，还是单独封装看你喜好。

（我用的 while 循环，如果用for 循环的话，i < index - 1, 我觉得while 循环好理解点。）

找到位置了，我们就可以插入了。

先判断插入位置合不合法（类比上面的顺序表的部分）

都要先和后边的节点建立联系哦

看看效果

打印链表

但是用上面的方式走完之后，我自己都不知道头节点在哪里了，很可怕耶，

所以我们定义一个 cur节点来代替头节点往下走。

单链表的长度

查找单链表中是否包含关键字key

删除第一次出现关键字为key的节点

还是要找到删除节点的前一个，

为什么，循环那里要 cur.next != null, 因为，cur.next 不能是null，因为如果它是 null 的话，

那cur.next.val 就找不到值，那就会引起空指针异常，所以只要走到倒数第一个停住就好了（cur走到最后一个节点时不进入循环）

看看效果：

删除所有值为key的节点

注意：我们删除的是 cur 对应的值，cur 从第二个节点开始走，那如果第一个也是23（要删除的值）呢，所以我们要单独删除头节点，且在最后，不能放在前面。

运行结果

清除链表

完整代码


/**
 * @Author: iiiiiihuang
 */
public class MySingleLinkedList {
    //把节点定义成个内部类
    static class ListNode {
        public int val;//节点的值域
        public ListNode next;//下一个节点的地址
        public ListNode(int val) {
            this.val = val;
        }
    }
 
    public ListNode head;//头节点
 
    /**
     * 头插法
     * @param data
     */
    public void addFirst(int data) {
        //给插入的数据创个节点
        ListNode node = new ListNode(data);
        node.next = head;
        head = node;
    }
 
    /**
     * 尾插法
     * @param data
     */
    public void addLast(int data) {
        ListNode node = new ListNode(data);
 
        ListNode cur = head;
        if(cur == null) {
            head = node;
            return;
        }
 
        //先找到最后一个节点
        while (cur.next != null) {
            cur = cur.next;
        }
        cur.next = node;
    }
 
    /**
     * 打印链表
     */
    public void display() {
        ListNode cur = head;
        while(cur != null) {
            System.out.print(cur.val + " ");
            cur = cur.next;
        }
        System.out.println();
    }
 
    /**
     * 任意位置插入
     * @param index
     * @param data
     */
    public void addIndex(int index,int data) {
        ListNode node = new ListNode(data);
 
        //先判断插入位置合不合法
        if(index < 0 || index > size()){
            throw new IndexOutOfBoundsException();
        }
        if(index == 0) {
            addFirst(data);
            return;
        }
        if(index == size()) {
            addLast(data);
            return;
        }
        ListNode cur = findIndexSubOne(index);
        node.next = cur.next;
        cur.next = node;
    }
 
    //找到要插入位置的前一个节点
    private ListNode findIndexSubOne(int index) {
        ListNode cur = head;
        while (index - 1 != 0) {
            cur = cur.next;
            index--;
        }
        return cur;
    }
 
    /**
     * 单链表的长度
     * @return
     */
    public int size() {
        ListNode cur = head;
        int count = 0;
        while (cur != null) {
            count++;
            cur = cur.next;
        }
        return count;
    }
 
    /**
     * 查找单链表中是否包含关键字key
     * @param key
     * @return
     */
    public boolean contains(int key) {
        ListNode cur = head;
        while (cur != null) {
            if(cur.val == key) {
                return true;
            }
            cur = cur.next;
        }
        return false;
    }
 
    /**
     * 删除第一次出现关键字为key的节点
     * @param key
     */
    public void remove(int key) {
        if(head == null) {
            return;
        }
        //单独删除头节点
        if(head.val == key) {
            head = head.next;
            return;
        }
        //找到删除节点的前一个
        ListNode cur = findRemSubOne(key);
        if(cur == null) {
            System.out.println("没有你要删除的数字");
            return;
        }
        ListNode rem = cur.next;
        cur.next = rem.next;
    }
 
    //找到删除节点的前一个节点
    private ListNode findRemSubOne(int key) {
        ListNode cur = head;
        //这里跳过了头节点
        while (cur.next != null) {
            if (cur.next.val == key) {
                return cur;
            }
            cur = cur.next;
        }
        return null;
    }
 
    /**
     * 删除所有值为key的节点
     * @param key
     */
    public void removeAllKey(int key) {
        ListNode cur = head.next;
        ListNode prev = head;
        while (cur != null) {
            if(cur.val == key) {
                prev.next = cur.next;
            } else {
                prev = cur;
            }
            cur = cur.next;
        }
        //删除头节点
        if(head.val == key) {
            head = head.next;
        }
    }
 
    /**
     * 清除链表
     */
    public void clear() {
        this.head = null;
    }
}

双向不带头非循环链表

画图看看结构

代码实现

创建节点内部类

上面有的方法这也有

声明：本文内容由网友自发贡献，不代表【wpsshop博客】立场，版权归原作者所有，本站不承担相应法律责任。如您发现有侵权的内容，请联系我们。转载请注明出处：https://www.wpsshop.cn/w/羊村懒王/article/detail/633370

【数据结构篇】线性表1 --- 顺序表、链表 （万字详解！！）_线性表和链表

顺序表（ArrayList）

什么是顺序表？

代码实现 （MyArrayList）

--- 打印顺序表

--- 新增元素

1.新增元素，默认在数组最后新增

2.在指定位置新增元素

--- 判断是否包含某个元素

--- 查找某个元素具体位置（下标）

--- 获取 pos 位置的元素

--- 给pos位置 的值设为 value

--- 获取顺序表长度

--- 删除第一次出现的关键字

--- 清除顺序表

完整代码

ArrayList

ArrayList 的实例化

ArrayList的构造

ArrayList常见操作

ArrayList的遍历

---- 迭代器

--- 用法一

--- 用法二

--- 从后往前打印

---- for循环+下标

---- foreach

ArrayList 的优缺点

优点

缺点

链表 （LinkedList）

什么是链表？

单向 不带头 非循环 链表

代码实现

节点

插入数据

--- 头插法

--- 尾插法

--- 任意位置插入（第一个数据节点为0号下标）

打印链表

单链表的长度

查找单链表中是否包含关键字key

删除第一次出现关键字为key的节点

删除所有值为key的节点

清除链表

完整代码

双向 不带头 非循环 链表

代码实现

创建节点内部类

【数据结构篇】线性表1 --- 顺序表、链表（万字详解！！）_线性表和链表

代码实现（MyArrayList）

--- 给pos位置的值设为 value

链表（LinkedList）

单向不带头非循环链表

双向不带头非循环链表