Java：数据结构-List的介绍 ArrayList和顺序表（1）

news2024/10/9 5:26:12

一 List的介绍

1.什么是List？

List是一个接口，继承于Collection。

Collection也是一个接口

Lterable也是一个接口，表示实现该接口的类是可以逐个元素遍历的类。

2.List的使用

List是一个接口，不能被实例化，ArrayList和LinkedList都实现了List接口。

二 ArrayList和顺序表

在集合框架中ArrayList是一个普通的类，实现了List接口。

动态大小：ArrayList 的大小可以根据需要动态调整，不需要手动管理数组的大小。
易于使用：提供了许多方便的方法，如 add(), remove(), contains(), get() 等，使得操作更为简单。
自动扩展：当元素超过当前容量时，ArrayList 会自动扩展其内部数组的大小。

我们可以实现一些关于ArrayList类中的方法

注：

public static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

    public MyArrayList() {
        this.array = new int[DEFAULT_CAPACITY];
    }

这些代码的作用：在一个自定义数组实现中，使用这样的常量可以在初始化时指定数组的默认容量。

1.新增元素,默认在数组最后新增

在实现add（）方法时，我们需要检验这个数组的大小，如果数组容量满了，我们需要对数组进行扩容。

public class MyArrayList implements IList{

    public int size;
    public int[] array;

    public static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

    public MyArrayList() {
        this.array = new int[DEFAULT_CAPACITY];
    }
public boolean arrayIsFull(){
        return this.size == array.length;
    }
    private void expand(){
       this.array= Arrays.copyOf(this.array,2*array.length);
    }
public void add(int data) {
        if(arrayIsFull()){
            expand();
        }
        this.array[this.size]=data;
        this.size++;
    }
}

2.在 pos 位置新增元素

首先我们新建一个类，手动写一个异常，如果定位不合法时，抛出这个异常。然后在指定位置增加元素时，我们需要判断指定的位置是否合法，是否满足条件，如果不满足，则会抛出这个定位不合法异常，再进行判断，判断这个数组是否满了，如果容量满了，则进行扩容，最后用catch对异常进行处理。

public class PosIllegal extends RuntimeException {
    public PosIllegal(){

    };
    public PosIllegal(String mas){
        super(mas);
    };
}
public class MyArrayList implements IList{

    public int size;
    public int[] array;

    public static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

    public MyArrayList() {
        this.array = new int[DEFAULT_CAPACITY];
    }
public boolean arrayIsFull(){
        return this.size == array.length;
    }
private void expand(){
       this.array= Arrays.copyOf(this.array,2*array.length);
    }

    public void checkPos(int pos) throws PosIllegal{
        if(pos<0  ||  pos>size){
            throw new PosIllegal("pos位置不合法");
        }
    }

public void add(int pos, int data) {
        try {
            checkPos(pos);
            if (arrayIsFull()){
                expand();
            }
            for (int i = size-1; i >=pos; i--) {
                this.array[i+1]=this.array[i];
            }
            array[pos]=data;

        }catch (PosIllegal e){
            System.out.println("pos位置不合法");
            e.printStackTrace();
        }

    }

3.判定是否包含某个元素

public class MyArrayList implements IList{

    public int size;
    public int[] array;

    public static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

    public MyArrayList() {
        this.array = new int[DEFAULT_CAPACITY];
    }
public boolean contains(int toFind) {
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            if(array[i]==toFind) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
}

4.查找某个元素对应的位置

public class MyArrayList implements IList{

    public int size;
    public int[] array;

    public static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

    public MyArrayList() {
        this.array = new int[DEFAULT_CAPACITY];
    }
public int indexOf(int toFind) {
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            if(array[i]==array[toFind]) {
                return array[i];
            }
        }
        return 0;
    }
}

5. 获取 pos 位置的元素

首先我们手写两个异常，一个是判断是否数组为空，另一个判断pos的位置是否合法，然后处理异常，最后将pos位置的元素返回。

public class PosIllegal extends RuntimeException {
    public PosIllegal(){

    };
    public PosIllegal(String mas){
        super(mas);
    };
}
public class NullException extends RuntimeException{
    public NullException() {
    }
    public NullException(String mas) {
        super(mas);
    }
}
public class MyArrayList implements IList{

    public int size;
    public int[] array;

    public static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

    public MyArrayList() {
        this.array = new int[DEFAULT_CAPACITY];
    }

public void checkPos(int pos) throws PosIllegal{
        if(pos<0  ||  pos>size){
            throw new PosIllegal("pos位置不合法");
        }
    }

private void checkNull()throws NullException{
        throw new NullException("顺序表为空");
    }

    public void checkEmpty(){
        if (size==0){
            checkNull();
        }
    }
public int get(int pos) {
        try {
            checkEmpty();
            checkPos(pos);
            return array[pos];
        }catch (PosIllegal e){
            e.printStackTrace();

        }catch (NullException e){
            e.printStackTrace();
        }
        return -1;
    }
}

6.给 pos 位置的元素设为 value

首先我们手写两个异常，一个是数组为空时抛出，另一个判断pos的位置是否合法，然后处理异常，最后将pos位置的元素设置为value。

public class PosIllegal extends RuntimeException {
    public PosIllegal(){

    };
    public PosIllegal(String mas){
        super(mas);
    };
}
public class NullException extends RuntimeException{
    public NullException() {
    }
    public NullException(String mas) {
        super(mas);
    }
}
public class MyArrayList implements IList{

    public int size;
    public int[] array;

    public static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

    public MyArrayList() {
        this.array = new int[DEFAULT_CAPACITY];
    }

public void checkPos(int pos) throws PosIllegal{
        if(pos<0  ||  pos>size){
            throw new PosIllegal("pos位置不合法");
        }
    }

private void checkNull()throws NullException{
        throw new NullException("顺序表为空");
    }

    public void checkEmpty(){
        if (size==0){
            checkNull();
        }
    }
public void set(int pos, int value) {
        try {
            checkEmpty();
            checkPos(pos);
            array[pos]=value;
        }catch (PosIllegal e){
            e.printStackTrace();

        }catch (NullException e){
            e.printStackTrace();
        }
    }

7.删除第一次出现的关键字key

首先手写一个异常，数组为空时抛出，然后将index的返回值赋给pos，如果pos不为-1时，将pos+1位置的值赋给pos位置，然后将size的大小-1。

indexOf(toRemove) 是一个方法调用，用于查找 toRemove 在数组中的索引。它会遍历数组，如果找到 toRemove，就返回其索引。如果没有找到，则返回 -1。在你的 remove 方法中，它用于确定要删除的元素的位置。

public class NullException extends RuntimeException{
    public NullException() {
    }
    public NullException(String mas) {
        super(mas);
    }
}
public class MyArrayList implements IList{

    public int size;
    public int[] array;

    public static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

    public MyArrayList() {
        this.array = new int[DEFAULT_CAPACITY];
    }
private void checkNull()throws NullException{
        throw new NullException("顺序表为空");
    }

    public void checkEmpty(){
        if (size==0){
            checkNull();
        }
    }
public void remove(int toRemove) {
        try {
            checkEmpty();
            int pos=indexOf(toRemove);
            if(pos==-1){
                return;
            }
            for (int i =pos; i <size-1 ; i++) {
                array[i]=array[i+1];
            }
            array[size-1]=0;
            size--;
        }catch (NullException e){
            e.printStackTrace();
        }
    }

8.清空顺序表

public class MyArrayList implements IList{

    public int size;
    public int[] array;

    public static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

    public MyArrayList() {
        this.array = new int[DEFAULT_CAPACITY];
    }
public void clear() {
        size=0;
        //如果将数组元素设置为默认值
        /*for (int i = 0; i < size - 1; i++) {
            array[i]=0;
        }*/
    }
}

希望能对大家有所帮助！！！！！