Java 实现在顺序表末尾插入一个元素

news2024/9/22 17:27:30

一、思路

1.因为我们是用数组实现的顺序表，因此首先要保证数组有足够的空间来进行插入元素.
2.如果数组满了就需要将数组扩容，没满就开始插入.
3.当前数组中的元素个数就是每一次要插入的末尾位置的下标.
4.定义一个 usedSize 来表示当前的元素个数.
5.插入的时候就是往 usedSize 下标插入一个元素.
6.每一次成功插入后，就给元素个数加一，也就是 usedSize 加一.

二、图解

当前的 data 就是要插入的元素，末尾位置指的是紧挨着最后一个元素的位置，而不是数组的最后一个位置，在当前情况下，末尾位置就是 5 下标的位置。

上述图片展示的是插入一个新元素前的情况，可以看到此时数组中有 5 个元素，usedSize 的值就是 5，也就是说，我要插入的位置的下标就是当前的 usedSize 的下标，也就是 5 下标。

上述是插入后的图解，可以看到此时的 data 元素占据了 5 下标的位置。

如果此时我要再插入一个新元素，因为此时的元素个数变为了 6 ，因此插入的位置虽然还是 usedSize 下标，但是由 5 下标变为了 6 下标。

下图展示的再次插入一个新元素的情况。

鉴于以上，足以证明 usedSize 的值，也就是当前的元素个数即是要插入的末尾位置的下标。

三、如何判断数组当前的空间是否满了

求出当前 数组长度 与 顺序表长度(元素个数)，之后再拿它们两个比较，如果元素个数大于或者等于数组长度，此时就说明数组空间满了，就需要扩容了。

写一个 size() 方法用来求当前顺序表长度。

public int size() {
    // 直接返回元素个数
    return this.usedSize;
}

然后使用下面语句求出数组的长度。

this.elem.length

将它们两个比较就可以判断出当前的空间是不是满了。

可以写一个方法来判断空间是不是满的。

 public Boolean isFull() {
     // 如果顺序表长度大于或者等于数组的长度就是满了
     //if (size() >= this.elem.length) {
         // 此时为满了
            //return true;
     //}
     // 此时为不满
     //return false;

     // 简化的写法
     return size() >= this.elem.length; // 根据返回的真假来判断是否满了
 }

返回的结果是 true 就表示空间满了需要扩容；如果是 false 就表示还没满。

扩容操作

以上就是空间满了的情况，接下里讲解扩容操作。

 this.elem = Arrays.copyOf(this.elem, 2 * this.elem.length);

直接通过以上语句来将数组空间扩大为原来的 2 倍。

使用 Arrays.copyOf 来扩容， elem 是数组名；2 表示的是扩大 2 倍；elem.length 求的是数组长度。

四、代码

import java.util.Arrays;

class ArrayList {
    //初始化数组、元素个数
    public int[] elem; // 未初始化的数组
    public int usedSize; // 记录元素个数
    public static final int DEFAULT_SIZE = 10;
    
    // 构造方法
    public ArrayList() {
        // 初始化数组元素个数为 10 个
        this.elem = new int[DEFAULT_SIZE];
    }

    // 求顺序表的长度
    public int size() {
        // 直接返回元素个数
        return this.usedSize;
    }

    // 判断是不是空间满了的方法
    public Boolean isFull() {
        // 如果顺序表长度大于或者等于数组的长度就是满了
        //if (size() >= this.elem.length) {
            // 此时为满了
            //return true;
        //}
        // 此时为不满
       //return false;

        // 简化的写法
        return size() >= this.elem.length; // 根据返回的真假来判断是否满了
    }

    // 在顺序表末尾位置插入一个元素 data
    public void add(int data) {
        // 首先要判断空间是不是满了
        if (isFull()) {
            // 此时满了，要扩容 - 扩容为原来的 2 倍
            this.elem = Arrays.copyOf(this.elem, 2 * this.elem.length);
        }

        // 没满就开始插入操作 usedSize 位置就是末尾的下标
        this.elem[this.usedSize] = data;
        // 元素个数加1
        this.usedSize++;
    }

    // 打印当前顺序表中所有的元素以便于观察结果，这并不是顺序表中的操作!!!
    public void disPlay() {
        for (int i = 0; i < this.usedSize; i++) {
            // 输出的元素之间加上空格
            System.out.print(this.elem[i] + " ");
        }
    }
}

public class MyArrayList {

    public static void main(String[] args) {
        ArrayList arrayList = new ArrayList();

        // 测试在顺序表末尾插入一个元素的方法
        arrayList.add(1);
        arrayList.add(2);
        arrayList.add(3);
        // 打印当前的顺序表中的元素
        arrayList.disPlay();
    }
}