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Java線性表之順序表實現

仿照arrayList寫了一個簡化版的線性表,主要為了用來研究arrayList在實現什麼操作的情況下比較節省性能,樓主文采不好,直接上代碼。

import java.util.Arrays;
 
public class SequenceList<T> {
    private final int DEFAULT_SIZE = 16;
    // 保存數組的長度
    private int capacity;
    // 定義一個數組用於保存順序線性表的元素
    private Object[] elementData;
    // 保存順序表中元素的當前個數
    private int size = 0;
 
    // 以默認數組長度創建空順序線性表
    public SequenceList() {
        capacity = DEFAULT_SIZE;
        elementData = new Object[capacity];
    }
 
    // 以一個初始化元素創建順序線性表
    public SequenceList(T element) {
        this();
        elementData[0] = element;
        size++;
    }
 
    /**
    * 以指定長度的數組來創建順序線性表
    *
    * @param element
    *            指定順序線性表中第一個元素
    * @param initSize
    *            指定順序線性表底層數組的長度
    */
    public SequenceList(T element, int initSize) {
        capacity = 1;
        // 把capacity設為大於initSize的最小的2的n次方
        while (capacity < initSize) {
            capacity <<= 1;
        }
        elementData = new Object[capacity];
        elementData[0] = element;
        size++;
    }
 
    // 獲取順序線性表的大小
    public int length() {
        return size;
    }
 
    // 獲取順序線性表中索引為i處的元素
    public T get(int i) {
        if (i < 0 || i > size - 1) {
            throw new IndexOutOfBoundsException("線性表索引越界");
        }
        return (T) elementData[i];
    }
 
    // 查找順序線性表中指定元素的索引
    public int locate(T element) {
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            if (elementData[i].equals(element)) {
                return i;
            }
        }
        return -1;
    }
 
    // 向順序線性表的指定位置插入一個元素
    public void insert(T element, int index) {
        if (index < 0 || index > size) {
            throw new IndexOutOfBoundsException("線性表索引越界");
        }
        ensureCapacity(size + 1);
        // 將指定索引處之後的所有元素向後移動一格
        System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, size - index);
        elementData[index] = element;
        size++;
    }
 
    // 在線性順序表的開始處添加一個元素
    public void add(T element) {
        insert(element, size);
    }
 
    // 很麻煩,而且性能很差
    private void ensureCapacity(int minCapacity) {
        // 如果數組的原有長度小於目前所需的長度
        if (minCapacity > capacity) {
            // 不斷地將capacity * 2,直到capacity大於minCapacity
            while (capacity < minCapacity) {
                capacity <<= 1;
            }
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, capacity);
        }
    }
 
    // 刪除順序線性表中指定索引處的元素
    public T delete(int index) {
        if (index < 0 || index > size - 1) {
            throw new IndexOutOfBoundsException("線性表索引越界");
        }
        T oldValue = (T) elementData[index];
        int numMoved = size - index - 1;
        if (numMoved > 0) {
            System.arraycopy(elementData, index + 1, elementData, index, numMoved);
        }
        // 清空最後一個元素
        elementData[--size] = null;
        return oldValue;
    }
 
    // 刪除順序線性表中最後一個元素
    public T remove() {
        return delete(size - 1);
    }
 
    // 判斷順序線性表是否為空表
    public boolean empty() {
        return size == 0;
    }
 
    // 清空線性表
    public void clear() {
        // 將底層數組所有元素賦為null
        Arrays.fill(elementData, null);
        size = 0;
    }
 
    public String toString() {
        if (size == 0) {
            return "[]";
        } else {
            StringBuilder sb = new StringBuilder("[");
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                sb.append(elementData[i].toString() + ", ");
            }
            int len = sb.length();
            return sb.delete(len - 2, len).append("]").toString();
        }
    }
}

順序表使用數組儲存數據,所以對於隨機的訪問有很好的性能支持,不管是訪問線性表上的哪一個元素都可以直接使用elementData[i]直接得到,但是對於添加元素會很消耗性能,主要是在隨機插入元素的時候可能要將後面的元素整體向後移一位,還有數組長度不夠的時候需要創建原數組2倍的新數組然後將數據整體搬家到新數組,然後釋放掉原數組這兩點上非常消耗性能,所以arrayList的使用通常是沒有復雜的插入操作,更多的是對數據的取操作,而LinkedList(鏈表)在這些使用的性能方面正好相反。

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