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帶你了解Java數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法之?dāng)?shù)組

 更新時(shí)間:2022年01月20日 14:25:26   作者:YSOcean  
這篇文章主要為大家介紹了Java數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法之?dāng)?shù)組,具有一定的參考價(jià)值,感興趣的小伙伴們可以參考一下,希望能夠給你帶來(lái)幫助

1、Java數(shù)組介紹

在Java中,數(shù)組是用來(lái)存放同一種數(shù)據(jù)類(lèi)型的集合,注意只能存放同一種數(shù)據(jù)類(lèi)型(Object類(lèi)型數(shù)組除外)。

①、數(shù)組的聲明

第一種方式:

數(shù)據(jù)類(lèi)型 []  數(shù)組名稱(chēng) = new 數(shù)據(jù)類(lèi)型[數(shù)組長(zhǎng)度];

這里 [] 可以放在數(shù)組名稱(chēng)的前面,也可以放在數(shù)組名稱(chēng)的后面,我們推薦放在數(shù)組名稱(chēng)的前面,這樣看上去 數(shù)據(jù)類(lèi)型 [] 表示的很明顯是一個(gè)數(shù)組類(lèi)型,而放在數(shù)組名稱(chēng)后面,則不是那么直觀。

第二種方式:

數(shù)據(jù)類(lèi)型 [] 數(shù)組名稱(chēng) = {數(shù)組元素1,數(shù)組元素2,......}

這種方式聲明數(shù)組的同時(shí)直接給定了數(shù)組的元素,數(shù)組的大小由給定的數(shù)組元素個(gè)數(shù)決定。

//聲明數(shù)組1,聲明一個(gè)長(zhǎng)度為3,只能存放int類(lèi)型的數(shù)據(jù)
int [] myArray = new int[3];
//聲明數(shù)組2,聲明一個(gè)數(shù)組元素為 1,2,3的int類(lèi)型數(shù)組
int [] myArray2 = {1,2,3};

②、訪問(wèn)數(shù)組元素以及給數(shù)組元素賦值

數(shù)組是存在下標(biāo)索引的,通過(guò)下標(biāo)可以獲取指定位置的元素,數(shù)組小標(biāo)是從0開(kāi)始的,也就是說(shuō)下標(biāo)0對(duì)應(yīng)的就是數(shù)組中第1個(gè)元素,可以很方便的對(duì)數(shù)組中的元素進(jìn)行存取操作。

前面數(shù)組的聲明第二種方式,我們?cè)诼暶鲾?shù)組的同時(shí),也進(jìn)行了初始化賦值。

//聲明數(shù)組,聲明一個(gè)長(zhǎng)度為3,只能存放int類(lèi)型的數(shù)據(jù)
int [] myArray = new int[3];
//給myArray第一個(gè)元素賦值1
myArray[0] = 1;
//訪問(wèn)myArray的第一個(gè)元素
System.out.println(myArray[0]);

上面的myArray 數(shù)組,我們只能賦值三個(gè)元素,也就是下標(biāo)從0到2,如果你訪問(wèn) myArray[3] ,那么會(huì)報(bào)數(shù)組下標(biāo)越界異常。

③、數(shù)組遍歷

數(shù)組有個(gè) length 屬性,是記錄數(shù)組的長(zhǎng)度的,我們可以利用length屬性來(lái)遍歷數(shù)組。

//聲明數(shù)組2,聲明一個(gè)數(shù)組元素為 1,2,3的int類(lèi)型數(shù)組
int [] myArray2 = {1,2,3};
for(int i = 0 ; i < myArray2.length ; i++){
    System.out.println(myArray2[i]);
}

2、用類(lèi)封裝數(shù)組實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

上一篇博客我們介紹了一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)必須具有以下基本功能:

  • ①、如何插入一條新的數(shù)據(jù)項(xiàng)
  • ②、如何尋找某一特定的數(shù)據(jù)項(xiàng)
  • ③、如何刪除某一特定的數(shù)據(jù)項(xiàng)
  • ④、如何迭代的訪問(wèn)各個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng),以便進(jìn)行顯示或其他操作

而我們知道了數(shù)組的簡(jiǎn)單用法,現(xiàn)在用類(lèi)的思想封裝一個(gè)數(shù)組,實(shí)現(xiàn)上面的四個(gè)基本功能:

ps:假設(shè)操作人是不會(huì)添加重復(fù)元素的,這里沒(méi)有考慮重復(fù)元素,如果添加重復(fù)元素了,后面的查找,刪除,修改等操作只會(huì)對(duì)第一次出現(xiàn)的元素有效。

package com.ys.array;
public class MyArray {
    //定義一個(gè)數(shù)組
    private int [] intArray;
    //定義數(shù)組的實(shí)際有效長(zhǎng)度
    private int elems;
    //定義數(shù)組的最大長(zhǎng)度
    private int length;
    //默認(rèn)構(gòu)造一個(gè)長(zhǎng)度為50的數(shù)組
    public MyArray(){
        elems = 0;
        length = 50;
        intArray = new int[length];
    }
    //構(gòu)造函數(shù),初始化一個(gè)長(zhǎng)度為length 的數(shù)組
    public MyArray(int length){
        elems = 0;
        this.length = length;
        intArray = new int[length];
    }
    //獲取數(shù)組的有效長(zhǎng)度
    public int getSize(){
        return elems;
    }
    /**
     * 遍歷顯示元素
     */
    public void display(){
        for(int i = 0 ; i < elems ; i++){
            System.out.print(intArray[i]+" ");
        }
        System.out.println();
    }
    /**
     * 添加元素
     * @param value,假設(shè)操作人是不會(huì)添加重復(fù)元素的,如果有重復(fù)元素對(duì)于后面的操作都會(huì)有影響。
     * @return添加成功返回true,添加的元素超過(guò)范圍了返回false
     */
    public boolean add(int value){
        if(elems == length){
            return false;
        }else{
            intArray[elems] = value;
            elems++;
        }
        return true;
    }
    /**
     * 根據(jù)下標(biāo)獲取元素
     * @param i
     * @return查找下標(biāo)值在數(shù)組下標(biāo)有效范圍內(nèi),返回下標(biāo)所表示的元素
     * 查找下標(biāo)超出數(shù)組下標(biāo)有效值,提示訪問(wèn)下標(biāo)越界
     */
    public int get(int i){
        if(i<0 || i>elems){
            System.out.println("訪問(wèn)下標(biāo)越界");
        }
        return intArray[i];
    }
    /**
     * 查找元素
     * @param searchValue
     * @return查找的元素如果存在則返回下標(biāo)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;
    }
    /**
     * 刪除元素
     * @param value
     * @return如果要?jiǎng)h除的值不存在,直接返回 false;否則返回true,刪除成功
     */
    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;
        }
    }
    /**
     * 修改數(shù)據(jù)
     * @param oldValue原值
     * @param newValue新值
     * @return修改成功返回true,修改失敗返回false
     */
    public boolean modify(int oldValue,int newValue){
        int i = find(oldValue);
        if(i == -1){
            System.out.println("需要修改的數(shù)據(jù)不存在");
            return false;
        }else{
            intArray[i] = newValue;
            return true;
        }
    }
}

測(cè)試:

package com.ys.test;
import com.ys.array.MyArray;
public class MyArrayTest {
    public static void main(String[] args) {
        //創(chuàng)建自定義封裝數(shù)組結(jié)構(gòu),數(shù)組大小為4
        MyArray array = new MyArray(4);
        //添加4個(gè)元素分別是1,2,3,4
        array.add(1);
        array.add(2);
        array.add(3);
        array.add(4);
        //顯示數(shù)組元素
        array.display();
        //根據(jù)下標(biāo)為0的元素
        int i = array.get(0);
        System.out.println(i);
        //刪除4的元素
        array.delete(4);
        //將元素3修改為33
        array.modify(3, 33);
        array.display();
    }
}

打印結(jié)果為:  

3、分析數(shù)組的局限性

通過(guò)上面的代碼,我們發(fā)現(xiàn)數(shù)組是能完成一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)所有的功能的,而且實(shí)現(xiàn)起來(lái)也不難,那數(shù)據(jù)既然能完成所有的工作,我們實(shí)際應(yīng)用中為啥不用它來(lái)進(jìn)行所有的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)呢?那肯定是有原因呢。

數(shù)組的局限性分析:

  • ①、插入快,對(duì)于無(wú)序數(shù)組,上面我們實(shí)現(xiàn)的數(shù)組就是無(wú)序的,即元素沒(méi)有按照從大到小或者某個(gè)特定的順序排列,只是按照插入的順序排列。無(wú)序數(shù)組增加一個(gè)元素很簡(jiǎn)單,只需要在數(shù)組末尾添加元素即可,但是有序數(shù)組卻不一定了,它需要在指定的位置插入。
  • ②、查找慢,當(dāng)然如果根據(jù)下標(biāo)來(lái)查找是很快的。但是通常我們都是根據(jù)元素值來(lái)查找,給定一個(gè)元素值,對(duì)于無(wú)序數(shù)組,我們需要從數(shù)組第一個(gè)元素開(kāi)始遍歷,直到找到那個(gè)元素。有序數(shù)組通過(guò)特定的算法查找的速度會(huì)比無(wú)需數(shù)組快,后面我們會(huì)講各種排序算法。
  • ③、刪除慢,根據(jù)元素值刪除,我們要先找到該元素所處的位置,然后將元素后面的值整體向前面移動(dòng)一個(gè)位置。也需要比較多的時(shí)間。
  • ④、數(shù)組一旦創(chuàng)建后,大小就固定了,不能動(dòng)態(tài)擴(kuò)展數(shù)組的元素個(gè)數(shù)。如果初始化你給一個(gè)很大的數(shù)組大小,那會(huì)白白浪費(fèi)內(nèi)存空間,如果給小了,后面數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)增加了又添加不進(jìn)去了。

很顯然,數(shù)組雖然插入快,但是查找和刪除都比較慢,而且擴(kuò)展性差,所以我們一般不會(huì)用數(shù)組來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù),那有沒(méi)有什么數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)插入、查找、刪除都很快,而且還能動(dòng)態(tài)擴(kuò)展存儲(chǔ)個(gè)數(shù)大小呢,答案是有的,但是這是建立在很復(fù)雜的算法基礎(chǔ)上,后面我們也會(huì)詳細(xì)講解。

4、總結(jié)

本篇文章就到這里了,希望能夠給你帶來(lái)幫助,也希望您能夠多多關(guān)注腳本之家的更多內(nèi)容!

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