数据结构与算法–顺序表(Java)

什么是顺序表?

  • 顺序表 是一种线性表 的数据结构。
  • 顺序表通过一组连续地址 的存储单元依次存储 线性表中的数据元素。

顺序表的主要特点:

  1. 逻辑上相邻的元素在物理位置上也相邻。
  2. 可以随机访问表中的任意元素,通过元素的位置序号可以在 O(1) 的时间复杂度内直接获取对应元素。
  3. 插入和删除操作的效率相对较低。例如,在顺序表的中间位置插入一个元素,需要移动大量后续元素,时间复杂度为 O(n) ;删除操作同理。

顺序表的优点:

  1. 随机访问速度快,能够快速获取指定位置的元素。
  2. 存储密度高,不需要额外的指针来链接元素。

顺序表的缺点:

  1. 长度固定,不易扩展。
  2. 插入和删除操作可能涉及大量元素的移动,效率较低。

举个例子,如果有一个顺序表存储了学生的成绩 [85, 90, 78, 95, 88] ,如果要获取第三个学生的成绩,直接通过索引 2 就能快速得到 78 。但如果要在第二个位置插入一个新成绩 80 ,就需要将后面的元素 90, 78, 95, 88 依次向后移动一位,然后再插入 80

顺序表在很多程序设计中都有应用,比如简单的数组实现、一些对随机访问要求较高而插入删除操作较少的场景等,今天我们用java来简单实现一下顺序表。


构造方法:

首先,构造一个顺序表,需要int capacity 表示顺序表的内存大小(这里先传入一个值作为参数,后面内存不够用我们会有专门申请内存的方法)、int size表示表里面元素的个数、Object [] array 来命名这个顺序表,这时候一个最基本的顺序表就被构造出来了,以下是代码实现:

public class LinearList {

    private int capacity = 10;
    private int size = 0;
    private Object[] array = new Object[capacity];

添加方法:

要对顺序表array进行添加操作,需要传入两个参数 泛型 element 以及 int index,代表在index下标插入 泛型 element。

注意:这里需要判断 index 和 size 的大小,如果index <0 || index>size,则理应抛出错误。

在index位置插入元素,只需要将原来index以及index后面的元素往后移一位,空出来的位置给element即可。下面是添加方法的代码实现:

public void add(E element, int index) {
    if (index < 0 || index > size)
        throw new IndexOutOfBoundsException("Index out of bounds");
    for (int i = size; i > index; i--) {
        array[i] = array[i - 1];
    }
    array[index] = element;
    size++;
}

但是当顺序表中存储的元素数量达到当前分配的存储空间上限时,就需要进行扩容 。具体来说,常见的情况有:

  • 持续向顺序表中添加元素,导致已分配的存储空间被填满。

例如,最初分配的顺序表空间能存储 10 个整数,当已经存储了 10 个整数后,如果还需要继续添加新的整数,就需要扩容。

  • 事先无法准确预估元素数量,且实际存储的元素数量超出了初始的预计。

假设一个用于存储用户订单信息的顺序表,由于促销活动导致订单数量大幅增加,超出了初始分配的空间。

  • 业务需求发生变化,导致需要存储更多的元素。

比如原本的系统只需要存储一个月内的交易记录,但业务调整后需要存储半年甚至更长时间的交易记录,原有的顺序表空间可能就不够了。

在进行扩容时,通常会重新分配一块更大的连续存储空间 ,并将原有的元素复制到新的空间中。扩容的策略可以是按照一定的比例增加空间,例如每次扩容为原来的两倍;也可以是增加固定的大小,如每次增加一定数量的存储单元,原来的那块空间也并不会造成空间浪费,通常会被JVM的垃圾回收机制自动回收。

通常把扩容操作放在添加方法内部 ,因为在添加元素时才会有可能需要用到扩容操作,以下是添加了扩容操作的添加方法的代码实现:

```java
public void add(E element, int index) {
// 如果索引不在有效范围内,抛出异常
if (index < 0 || index > size)
throw new IndexOutOfBoundsException("Index out of bounds");
// 如果当前元素数量达到容量,进行扩容

文章整理自互联网,只做测试使用。发布者:Lomu,转转请注明出处:https://www.it1024doc.com/4609.html

(0)
LomuLomu
上一篇 2024 年 12 月 28 日 上午7:23
下一篇 2024 年 12 月 28 日 上午8:24

相关推荐

  • MySQL 面试题

    MySQL 中有哪几种锁? 全局锁、行级锁、自增锁、记录锁、外键锁、间隙锁、表级锁、元数据锁、意向锁、临键锁 MySQL 中有哪些不同的表格? 基础表、临时表、系统表、信息表、性能模式表、分区表、外键表、触发器使用的表、存储过程和函数使用的表 简述在 MySQL 数据库中 MyISAM 和 InnoDB 的区别? 事务支持 InnoDB:支持事务处理,具有提…

    未分类 2025 年 1 月 13 日
    62700
  • ChatGPT Plus充值开通会员国内教程

    没有海外信用卡时,ChatGPT 会员开通更适合走微信支付宝充值入口,再按页面核对账号。这篇主要回答「ChatGPT Plus充值开通会员国内教程」这个具体需求,适合想用会员功能处理写短视频脚本的用户。开通前最好先核对目标账号,按页面顺序操作会更稳妥,所以建议先确认自己的账号和Session,再进入充值流程。

    未分类 2天前
    1200
  • Grok Super自己账号代充完整教程

    国内用户开通 Grok Super 的充值教程,整理 Grok 充值、代充、国内支付、账号 ID 获取和确认充值步骤。

    未分类 2026 年 6 月 19 日
    7500
  • 实战指南:理解 ThreadLocal 原理并用于Java 多线程上下文管理

    目录 一、ThreadLocal基本知识回顾分析 (一)ThreadLocal原理 (二)既然ThreadLocalMap的key是弱引用,GC之后key是否为null? (三)ThreadLocal中的内存泄漏问题及JDK处理方法 (四)部分核心源码回顾 ThreadLocal.set()方法源码详解 ThreadLocalMap.get()方法详解 Th…

    2024 年 12 月 27 日
    3.9K00
  • ChatGPT Plus无需国外信用卡代充方法

    想用微信支付宝开通 ChatGPT Plus,通常需要先解决官方付款方式不顺手的问题。 通过卡密充值,可以先用国内支付购买,再用 Session 确认当前 ChatGPT 账号。这样不需要切换共享账号,也能保留自己的使用记录和工作资料。

    未分类 2026 年 6 月 23 日
    10400

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注

联系我们

400-800-8888

在线咨询: QQ交谈

邮件:admin@example.com

工作时间:周一至周五,9:30-18:30,节假日休息

关注微信