(java實現)順序表-ArrayList

什么是順序表

順序表是在計算機內存中以數組的形式保存的線性表，是指用一組地址連續的存儲單元依次存儲數據元素的線性結構。

在使用順序表存儲數據前，會先申請一段連續的內存空間（即數組），然后把數組依次存入內存，中間沒有一點空隙。

基本操作

每個數據結構都有集合對數據處理的方法，這能讓我們更方便的使用保存在數據結構中的數據。順序表的基本操作有：增（add)，刪(remove)，改(set)，查（find)，插(insert)等。

在這里我們只詳細講解remove 和 insert 操作，其他實現可看下面的源碼。

順序表刪除元素

從順序表中刪除指定元素，實現起來非常簡單，只需找到目標元素，並將其后續所有元素整體前移 1 個位置即可。

后續元素整體前移一個位置，會直接將目標元素刪除，可間接實現刪除元素的目的。

例如：從順序表{1,2,3,4,5}中刪除元素3的過程如下

時間復雜度分析：從順序表中刪除元素，最好的情況是刪除的元素剛好是最后一個元素，這時候不需要移動元素，只需要把順序表的size-1即可,時間復雜度是O(1)。最壞的情況是刪除的元素剛好是第一個元素，這個時候就需要后面的元素全部向前移動一位，同時size-1,時間復雜度是O(N)。我們分析時間復雜度的原則是分析最壞情況，這樣才有意義。因此刪除操作的時間復雜度為O(N)。

順序表插入元素

向已有順序表中插入數據元素，根據插入位置的不同，可分為以下 3 種情況：

1. 插入到順序表的表頭；
2. 在表的中間位置插入元素；
3. 尾隨順序表中已有元素，作為順序表中的最后一個元素；

雖然數據元素插入順序表中的位置有所不同，但是都使用的是同一種方式去解決，即：通過遍歷，找到數據元素要插入的位置，然后做如下兩步工作：

• 將要插入位置元素以及后續的元素整體向后移動一個位置；
• 將元素放到騰出來的位置上；

例如，在 {1,2,3,4,5} 的第 3 個位置上插入元素 6，實現過程如下：

時間復雜度分析同刪除元素一樣，均為O(N).

順序表的優劣和應用情形

優勢

• 因為數據在數組中按順序存儲，可以通過數組下標直接訪問，因此順序表查找定位元素很快

劣勢

• 插入和刪除元素需要大量的操作
• 因為數組在聲明時需要確定長度，因此順序表的長度是確定的。若需要擴大順序表長度，有需要大量的操作，不夠靈活。（將該數組copy到另外一個數組）
• 由於數據大小的不可測性，有時會浪費掉大量的空間

應用情形

• 總而言之，順序表適用於那些不需要對數據進行大量改動的結構

源碼實現（java)

public class MyArrayList<AnyType> {
    public int AMOUNT=10;//初始長度
    public static int index;//表位置
    AnyType[] myList;
    public MyArrayList(){
        initList();
    }
    
    //初始化順序表
    public void initList(){
        myList=(AnyType[])new Object[AMOUNT];
        index=0;
    }
    
    //判斷順序表是否為空
    public boolean listEmpty(){
        if(index==0){
            return true;
        }
        return true;
    }
    
    //清空順序表
    public boolean clearList(){
        myList=null;
        index=0;
        return true;
    }
    
    //返回i位置的元素
    public AnyType get(int i){
        if(i<0||i>=index){
            throw  new ArrayIndexOutOfBoundsException();
        }
        return myList[i];
    }
    
    //在i位置加入元素，即插入操作，這里我沒有用insert命名
    public void add(int i,AnyType a){
        if(i<0||i>index){
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException();
        }
        if (i==index){
            largeList();
        }
        for(int k=index;k>i;k--){
            myList[k]=myList[k-1];
        }
        myList[i]=a;
        index++;
    }
    
    //在結尾增添元素a
    public void add(AnyType a){
        add(index,a);
    }
    
    //為i位置元素重新賦值
    public AnyType set(AnyType a,int i){
        if(i<0||i>=index){
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException();
        }
        AnyType old=myList[i];
        myList[i]=a;
        return old;
    }
    
    //打印遍歷順序表
    public void print(){
        String s="[";
        for(int i=0;i<index;i++){
            s=s+myList[i];
            s=s+" ,";
        }
        System.out.println(s);
    }
    
    //查找a元素是否在表中，返回位置，沒有返回0
    public int locateElem(AnyType a){
        for(int i=0;i<index;i++){
            if(a==myList[i]){
                return i+1;
            }
        }
        return 0;
    }
    
    //返回表長
    public int length(){
        return index;
    }
    
    //刪除i位置元素
    public AnyType delete(int i){
        if(i<0||i>=index){
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException();
        }
        AnyType old=myList[i];
        for(int k=i;k<index;k++){
            myList[k]=myList[k+1];
        }
        index--;
        return old;
    }
    
    //擴大表的最大長度
    public void largeList(){
        AnyType[] newList=(AnyType[])new Object[2*length()+1];
        for(int i=0;i<index;i++){
            newList[i]=myList[i];
        }
        myList=newList;
    }

}