數據結構和算法（Java版）快速學習（數組Array）

Java數組

在Java中，數組是用來存放同一種數據類型的集合，注意只能存放同一種數據類型。

 

用類封裝數組實現數據結構

數據結構必須具有以下基本功能：

　　①、如何插入一條新的數據項

　　②、如何尋找某一特定的數據項

　　③、如何刪除某一特定的數據項

　　④、如何迭代的訪問各個數據項，以便進行顯示或其他操作

　　而我們知道了數組的簡單用法，現在用類的思想封裝一個數組，實現上面的四個基本功能：

 

class EasyAarray{ //數據結構：簡易數組
	private int[] ins; //一維整型數組
	private int footer; //數組下標
	private int maxLength; //數組最大長度
	public EasyAarray(){
		footer=0;
		maxLength=100;
		ins=new int[maxLength]; //無參構造默認初始化100長度的數組
	}
	public EasyAarray(int length){ //初始化長度為n的數組
		footer=0;
		maxLength=length;
		ins=new int[maxLength];
	}
	//取得數組的有效長度
	//遍歷數組的元素
	//添加
	//判斷元素是否存在
	//根據下標查找元素
	//修改元素
	//刪除元素
}

　　

具體代碼編寫：

class EasyAarray{ //數據結構：簡易無序數組
	private int[] ins; //一維整型數組
	private int footer; //數組下標
	private int maxLength; //數組最大長度
	public EasyAarray(){
		footer=0;
		maxLength=100;
		ins=new int[maxLength]; //無參構造默認初始化100長度的數組
	}
	public EasyAarray(int length){ //初始化長度為n的數組
		footer=0;
		maxLength=length;
		ins=new int[maxLength];
	}
	//取得數組的有效長度
	public int size(){
		return footer;
	}
	//遍歷數組的元素
	public void printAarray(){
		for(int i=0;i<footer;i++){
			System.out.print(ins[i]+" ");
		}
		System.out.println();
	}
	//添加
	public boolean add(int n){
		if(footer>=maxLength){ //若下標超出最大長度，則添加失敗（不考慮擴容）
			return false;
		}
		ins[footer++]=n;
		return true;
	}
	//判斷元素是否存在
	public boolean exist(int n){
		for(int i=0;i<=footer;i++){
			if(n==ins[i]){
				return false;
			}
		}
		return true;
	}
	//根據下標（索引）查找元素
	public int get(int index){
		return ins[index];
	}
	//修改元素（若有重復元素，只修改第一個）
	public boolean modify(int oldValue,int newValue){
		for(int i=0;i<=footer;i++){
			if(oldValue==ins[i]){
				ins[i]=newValue;
				return false;
			}
		}
		return true;
	}
	//刪除元素
	public boolean del(int index){
		if(!exist(index)){ //若元素不存在，返回false
			return false;
		}
		for(int i=index;i<=footer;i++){ //元素依次前移
			ins[i]=ins[i+1];
		}
		footer--; //下標減1
		return true;
	}
}
public class App {
	public static void main(String[] args) {
		EasyAarray ea=new EasyAarray(10);
		System.out.println(ea.size());
		ea.add(4);
		ea.add(7);
		ea.add(3);
		ea.add(1);
		ea.add(9);
		ea.del(2); //刪除第3個元素（索引是2）
		ea.printAarray();
	}
}

　　

 

數組的局限性

　　通過上面的代碼，我們發現數組是能夠完成一個數據結構具有的所有功能，而且實現起來也不難，但是實際應用中不用它來進行所有的數據存儲。

　　數組（不考慮排序）的局限性分析：

　　①、插入快，對於無序數組，上面我們實現的數組就是無序的，即元素沒有按照從大到小或者某個特定的順序排列，只是按照插入的順序排列。無序數組增加一個元素很簡單，只需要在數組末尾添加元素即可，但是有序數組卻不一定了，它需要在指定的位置插入。

　　②、查找慢，當然如果根據下標來查找是很快的。但是通常我們都是根據元素值來查找，給定一個元素值，對於無序數組，我們需要從數組第一個元素開始遍歷，知道找到那個元素。有序數組通過特定的算法查找的速度會比無需數組快，后面我們會講各種排序算法。

　　③、刪除慢，根據元素值刪除，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一個位置。也需要比較多的時間。

　　④、數組一旦創建后，大小就固定了，不能動態擴展數組的元素個數。如果初始化你給一個很大的數組大小，那會白白浪費內存空間，如果給小了，后面數據個數增加了又添加不進去了。

　　很顯然，數組雖然插入快，但是查找和刪除都比較慢，所以我們不會用數組來存儲所有的數據，那有沒有什么數據結構插入、查找、刪除都很快，而且還能動態擴展存儲個數大小呢，答案是有的，比如ArrayList動態數組就可以動態的擴展存儲元素的個數，其他的暫時不需要了解。