学习数据结构Day1

数据结构的分类：

线性结构

数组；栈；队列；链表；哈希表；。。。

树结构

二叉树；二分查找树；AVL;红黑树；Treap；Splay；堆；栈；Trie；线段树；K-D树；并查集；哈夫曼                树；。。。

图结构

邻接矩阵；邻接表；。。。

对于数据结构的重要性，自然不必多说，直接开始学习！

数组

基础：把数据码成一排进行存放。

public class ArrayBasic {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = new int[10];

//        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
//            arr[i] = i;
//        }

        int[] score = new int[]{100,66,99};
        for (int i = 0; i < score.length; i++) {
            System.out.println(score[i]);
        }

        for (int i : score) {
            System.out.println(i);
        }

        score[0] = 98;

        for (int i : score) {
            System.out.println(i);
        }

    }

}

这是一个最基础的对于数组的代码演示。

其中数组的索引既可以有语意，也可以没语义。

数组最大的好处：快速查询，数组最好应用有语义的索引，但并非所有有语义的索引都适用于数组。

索引没有语义，如何表示没有元素？

如何添加元素？如何删除元素？

基于Java的数组，二次封装属于我们自己的数组类。

public class Array {

    private int[] data;

    private int size;

    //有参构造
    public Array(int capacity) {

        data = new int[capacity];
        size = 0;
    }

    //无参构造
    public Array() {
        this(10);
    }

    //获取大小
    public int getSize() {
        return size;
    }

    //获取容量大小
    public int capacity() {
        return data.length;
    }

    //判断是否为空
    public boolean isEmpty() {
        return size == 0;
    }

}

这里我们就基本搭建了一个最基础的数组。接下来我们就为这个数组添加元素。

public void addLast(int e) {
        if (size == data.length) {
            throw new IllegalArgumentException("AddLast is full!");
        }

        data[size] = e;
        size++;
    }

在处理如果数组无法容纳时，我们抛了一个异常，之后我们可以用另外的法方法解决这个问题。

难度加大，我们想要对这个数组进行指定位置的插入，从而使得这个数组是一个有序数组，那么我我们该怎么办呢？

从最后一个开始遍历 注意向前寻找，找到后，在索引处之后的元素都向后退一格，之后覆盖掉原本所引的数据。

public void add(int index, int e) {
        if (size == data.length) {
            throw new IllegalArgumentException("AddLast is full!");
        }
        if (index < 0 || index > size) {
            throw new IllegalArgumentException("require index >= 0 and index > size!");
        }

        for (int i = size - 1; i >= size; i--) {
            data[i + 1] = data[i];
        }
        data[index] = e;
        size++;
    }

这个时候，我们发现可以复用addLast代码 在addLast方法中直接调用add方法即可，同理还可以造出一个addFrist方法。

之后我们在数组中完成查询元素和修改元素

@Override
    public String toString() {
        StringBuilder res = new StringBuilder();
        res.append(String.format("Array:size=%d,capacity=%d\n",size,data.length));
        res.append('[');
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            res.append(data[i]);
            if(i != size-1){
                res.append(",");
            }
            res.append(']');

        }
        return  res.toString();
    }

  //获取索引index位置的函数
    public int get(int index){
        if(index < 0||index>size){
            throw new IllegalArgumentException("index is illegal");
        }
        return data[index];//保护了data
    }

//设置index的数据
    public void  set(int index,int e){
        if(index < 0||index>size){
            throw new IllegalArgumentException("index is illegal");
        }
        data[index] = e;
    }

数组中的包含，搜索和删除数据

//查看数组中是否包含元素
    public boolean contains(int e){
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            if(data[i] == e){
                return true;
            }
        }
        return  false;
    }
//查看数组中所在元素的索引
    //如果索引未找到，则返回-1
    public int find(int e){
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            if(data[i] == e){
                return i;
            }
        }
        return  -1;
    }
//从数组中删除指定索引的元素
    public int remove(int index) {
        if (index < 0 || index > size) {
            throw new IllegalArgumentException("require index >= 0 and index > size!");
        }
        int ret = data[index];
        for (int i = index + 1; i < size; i++) {
            data[i - 1] = data[i];
        }
        size--;
        return ret;
    }

    //从数组中删除最后一个元素
    public int removeLast(int index){
        return remove(size-1);
    }
 //从数组中删除元素
    public void removeElement(int e){
        int index = find(e);
        if(index != -1) {
            remove(index);
        }
    }

到这里，我们已经写了非常多的关于数组的方法。

但是我们可以发现，现在我们自己写的数组只可以完成一种数据类型的支持，我们需要用到泛型来进行数组内容的扩

撑，不仅仅是Java自己的数据类型，还应该去支持用户自己生成的数据类型。

但是，当我们使用泛型后，就不可以存放那基础的八种数据类型，只能存放类对象，那样的话就太不方便了，针对这

个问题，Java引出了包装类，使得解决。

public class Array<E> {

    private E[] data;

    private int size;

    //有参构造
    public Array(int capacity) {

        data = (E[]) new Object[capacity];
        size = 0;
    }

    //无参构造
    public Array() {
        this(10);
    }

    //获取元素的个数
    public int getSize() {
        return size;
    }

    //获取容量大小
    public int capacity() {
        return data.length;
    }

    //判断是否为空
    public boolean isEmpty() {
        return size == 0;
    }

    //获取索引index位置的函数
    public E get(int index) {
        if (index < 0 || index > size) {
            throw new IllegalArgumentException("index is illegal");
        }
        return data[index];//保护了data
    }

    //设置index的数据
    public void set(int index, E e) {
        if (index < 0 || index > size) {
            throw new IllegalArgumentException("index is illegal");
        }
        data[index] = e;
    }

    //在末尾加入数据
    public void addLast(E e) {
//        if (size == data.length) {
//            throw new IllegalArgumentException("AddLast is full!");
//        }
//
//        data[size] = e;
//        size++;
        add(size, e);
    }

    public void addFirst(E e) {
        add(0, e);
    }

    //在数组中指定位置加入
    //从后加入
    public void add(int index, E e) {
        if (size == data.length) {
            throw new IllegalArgumentException("AddLast is full!");
        }
        if (index < 0 || index > size) {
            throw new IllegalArgumentException("require index >= 0 and index > size!");
        }

        for (int i = size - 1; i >= index; i--) {
            data[i + 1] = data[i];
        }
        data[index] = e;
        size++;
    }

    //查看数组中是否包含元素
    public boolean contains(E e) {
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            if (data[i].equals(e)) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

    //查看数组中所在元素的索引
    //如果索引未找到，则返回-1
    public int find(E e) {
        for (int i = 0; i < size; i++) {
if (data[i].equals(e)) {
return i;
            }
        }
return -1;
    }
//从数组中删除指定索引的元素
public E remove(int index) {
if (index < 0 || index > size) {
throw new IllegalArgumentException("require index >= 0 and index > size!");
        }
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
return ret;
    }
//从数组中删除最后一个元素
public E removeLast(){
return remove(size-1);
    }
//从数组中删除第一个元素
public void removeFirst(){
remove(0);
    }
//从数组中删除元素
public void removeElement(E e){
int index = find(e);
if(index != -1) {
remove(index);
        }
    }
@Override
public String toString() {
StringBuilder res = new StringBuilder();
res.append(String.format("Array:size=%d,capacity=%d\n", size, data.length));
res.append('[');
for (int i = 0; i < size; i++) {
res.append(data[i]);
if (i != size - 1) {
res.append(",");
            }
        }
res.append(']');
return res.toString();
    }
}

至此，我们就完成所有关于静态数组的相关操作今天把所有数组里的操作做了出来。明天我们将研究如何写出动态数组，也就是数组可以进行扩容的问题。