最基础的数据结构
最基础的数据结构，不要小瞧数组
一、数组
/*
* 动态数组 ，只需要修改下添加和删除操作
* 添加元素时：当size == capacity 时，扩容
* 删除元素时：当size == capacity/4时 ，缩容
*/
public class Array<E> {
private E[] data;
private int capacity; //容量
private int size ; //数据元素个数
public Array(){
this(10); //默认 10个为初始大小
}
public Array(int capacity) {
this.data = (E[]) new Object[capacity]; //记住这种写法，
this.size = 0 ;
this.capacity = capacity;
}
//动态设置容量
public void resize(int capacity) {
E[] newdata = (E[])new Object[capacity];
for(int i = 0 ;i < size;i++) {
newdata[i] = data[i];
}
data = newdata;
this.capacity = capacity; //维护之前的容量值
}
// 获取数组的容量getCapacity()
public int getCapacity() {
return capacity;
}
// 获取数组中的元素个数getSize()
public int getSize() {
return size;
}
// 返回数组是否为空isEmpty()
public boolean isEmpty() {
return size == 0;
}
// 在index索引的位置插入一个新元素e add(int index, E e)
public E add(int index , E e) {
if(index < 0 || index > size ) {
throw new RuntimeException("插入失败，索引越界异常");
}
if(size == capacity) {
resize(2*data.length); //动态扩容
}
for(int i = size-1 ; i >= index ; i--) {
data[i+1] = data[i];
}
data[index] = e;
size++ ; //别忘了维护元素个数
return e;
}
// 向所有元素后添加一个新元素 addLast(E e)
public void addLast(E e) {
add(size, e);
}
// 在所有元素前添加一个新元素 addFirst(E e)
public void addFirst(E e) {
add(0, e);
}
// 获取index索引位置的元素 get(int index)
public E get(int index) {
if(index < 0 || index > size) {
throw new IllegalArgumentException("索引不合理");
}
return data[index];
}
// 修改index索引位置的元素为e set(int index, E e)
public void set(int index,E e) {
if(index < 0 || index > size) {
throw new IllegalArgumentException("索引不合理");
}
data[index] = e;
}
// 查找数组中是否有元素e contains(E e)
public boolean contains(E e) {
for (int i = 0; i < size; i++) {
if(data[i].equals(e)) {
return true;
}
}
return false;
}
// 查找数组中元素e所在的索引，如果不存在元素e，则返回-1 findElementIndex(E e)
public int findElementIndex(E e) {
for (int i = 0; i < size; i++) {
if(data[i].equals(e)) {
return i;
}
}
return -1;
}
// 从数组中删除index位置的元素, 返回删除的元素 removeByIndex(int index)
public E removeByIndex(int index) {
if(index < 0 || index >= size)
throw new IllegalArgumentException("Remove failed. Index is illegal.");
E ret = data[index];
for(int i = index + 1 ; i < size ; i ++)
data[i - 1] = data[i];
size --;
data[size] = null; // loitering objects != memory leak
if(size <= capacity/4) {
resize(capacity/2); //删除后 元素个数小于等于原容量1/4 就缩容
}
return ret;
}
// 从数组中删除第一个元素, 返回删除的元素 removeFirst()
public E removeFirst() {
return removeByIndex(0);
}
// 从数组中删除最后一个元素, 返回删除的元素 removeLast()
public E removeLast() {
return removeByIndex(size-1);
}
// 从数组中删除元素e removeElement(E e)
public void removeElement(E e) {
for (int i = 0; i < size; i++) {
while(data[i].equals(e)) {
for(int j = i ;j<=size-1;j++) {
data[j] = data[j+1];
}
size--;
}
}
if(size <= capacity/4) {
resize(capacity/2); //删除后 元素个数小于等于原容量1/4 就缩容
}
}
@Override
public String toString() {
return "Array [data=" + Arrays.toString(data) + ", capacity=" + capacity + ", size=" + size + "]";
}
}
二、链表
public class LinkedList<E> {
//先定义链表的结构
private class Node{
public E e;
public Node next;
public Node(E e, Node next){
this.e = e;
this.next = next;
}
public Node(E e){
this(e, null);
}
public Node(){
this(null, null);
}
@Override
public String toString(){
return e.toString();
}
}
private Node dummyHead;
private int size;
public LinkedList() {
dummyHead = new Node();
size = 0 ;
}
// 获取链表中的元素个数
public int getSize(){
return size;
}
// 返回链表是否为空
public boolean isEmpty(){
return size == 0;
}
// 在链表的index(0-based)位置添加新的元素e
// 在链表中不是一个常用的操作，练习用：）
public void add(int index, E e){
if(index < 0 || index > size)
throw new IllegalArgumentException("Add failed. Illegal index.");
Node prev = dummyHead;
for(int i = 0 ; i < index ; i ++)
prev = prev.next;
prev.next = new Node(e, prev.next);
size ++;
}
// 在链表头添加新的元素e
public void addFirst(E e){
add(0, e);
}
// 在链表末尾添加新的元素e
public void addLast(E e){
add(size, e);
}
// 获得链表的第index(0-based)个位置的元素
// 在链表中不是一个常用的操作，练习用：）
public E get(int index){
if(index < 0 || index >= size)
throw new IllegalArgumentException("Get failed. Illegal index.");
Node cur = dummyHead.next;
for(int i = 0 ; i < index ; i ++)
cur = cur.next;
return cur.e;
}
// 获得链表的第一个元素
public E getFirst(){
return get(0);
}
// 获得链表的最后一个元素
public E getLast(){
return get(size - 1);
}
// 修改链表的第index(0-based)个位置的元素为e
// 在链表中不是一个常用的操作，练习用：）
public void set(int index, E e){
if(index < 0 || index >= size)
throw new IllegalArgumentException("Set failed. Illegal index.");
Node cur = dummyHead.next;
for(int i = 0 ; i < index ; i ++)
cur = cur.next;
cur.e = e;
}
// 查找链表中是否有元素e
public boolean contains(E e){
Node cur = dummyHead.next;
while(cur != null){
if(cur.e.equals(e))
return true;
cur = cur.next;
}
return false;
}
// 从链表中删除index(0-based)位置的元素, 返回删除的元素
// 在链表中不是一个常用的操作，练习用：）
public E remove(int index){
if(index < 0 || index >= size)
throw new IllegalArgumentException("Remove failed. Index is illegal.");
Node prev = dummyHead;
for(int i = 0 ; i < index ; i ++)
prev = prev.next;
Node retNode = prev.next;
prev.next = retNode.next;
retNode.next = null;
size --;
return retNode.e;
}
// 从链表中删除第一个元素, 返回删除的元素
public E removeFirst(){
return remove(0);
}
// 从链表中删除最后一个元素, 返回删除的元素
public E removeLast(){
return remove(size - 1);
}
// 从链表中删除元素e
public void removeElement(E e){
Node prev = dummyHead; //初始化工作节点
while(prev.next != null) {
while(prev.next != null && prev.next.e.equals(e)) { //删除连续的
Node delNode = prev.next;
prev.next = delNode.next;
delNode.next = null;
size--;
}
if(prev.next == null) {
break;
}else {
prev = prev.next;
}
}
}
//链表递归写法
public ListNode removeElements_Recursion(ListNode head, int val) {
if(head == null) {
return null;
}
ListNode res = removeElements_Recursion(head.next, val);
if(head.val == val) {
return res;
}else {
head.next = res;
return head;
}
}
@Override
public String toString(){
StringBuilder res = new StringBuilder();
Node cur = dummyHead.next;
while(cur != null){
res.append(cur + "->");
cur = cur.next;
}
res.append("NULL");
return res.toString();
}
}