【Java】 大话数据结构(1) 线性表之顺序存储结构

 本文根据《大话数据结构》一书，实现了Java版的顺序存储结构。

顺序存储结构指的是用一段地址连续的存储单元一次存储线性表的数据元素，一般用一维数组来实现。

书中的线性表抽象数据类型定义如下（第45页）：

实现程序：

package SqList;

/**
 *
 * 几个注意点：
 * 1.初始化时，应考虑数组大小为负的情况
 * 2.在各操作中，当涉及到位置i时，都应考虑i位置不合理的情况
 * 3.插入操作中，需考虑线性表已满的情况
 *   删除、获取操作中，需考虑线性表为空的情况
 * 4.插入删除操作中，均应考虑插入或删除位置为表尾情况（似乎没必要）
 * 5.插入删除操作中，别忘了最后要改变表长
 *
 * 几点困惑：
 * 1.插入删除位置为表尾时，没有判断语句，循环部分也不会执行，判断是否在表尾会不会显得画蛇添足？
 *   （《大话》一书中进行了该判断）
 * 2.RuntimeException类型在逻辑异常时使用，因为异常暂时还没学很好，用法是否正确？
 * 3.查找元素时，是否使用equals()方法比较合适？
 *
 * 拓展
 * 1.可进一步添加add方法，直接在表尾添加新的元素
 * 2.可添加整表打印输出的方法
 * @author Yongh
 *
 * @param <E>
 */
public class SqList<E> {
	private Object[] data; //存储数据元素
	private int length; //线性表当前长度
	private int maxSize;//数组长度，即最大储存空间

	/**
     * 若初始化时未声明大小，则默认设置为20
     */
	public SqList(){
		//data=new Object[20];
		//length=0;
		/*直接利用this()更方便*/
		this(20);
	}

	/**
     * 初始化线性表
     */
	public SqList(int initialSize){
		if(initialSize<0) {
			throw new RuntimeException("数组大小为负，初始化失败！");
		}
		else {
			this.maxSize =initialSize;
			this.data=new Object[initialSize];
			this.length=0;
			System.out.println("初始化成功！");
		}
	}

	/**
	 * 判断线性表是否为空
	 */
	public boolean IsEmpty(){
		if (this.length==0) {
			System.out.println("表为空");
			return true;
		}
		System.out.println("表不为空");
		return false;
		//return this.length==0    也可以直接这样
	}

	/**
	 * 清空线性表
	 */
	public void ClearList() {
		this.length=0;
		System.out.println("线性表已清空！");
	}

	/**
	 *获取第i个位置的元素值
	 */
	public E GetElem(int i) {
		if(this.length==0) {
			throw new RuntimeException("空表，无法获取数据！");
		}
		if(i<1||i>this.length) {
			throw new RuntimeException("数据位置错误！");
		}
		System.out.println("数据获取成功！");
		return (E) data[i-1];
	}

	/**
	 * 查找元素,返回值为该元素位置，0代表查找失败
	 */
	public int LocateElem(E e) {
		for(int i=1;i<=this.length;i++) {
			if(e==data[i-1]) {
				System.out.println("查找成功！");
				return i;
			}
		}
		System.out.println("查找失败！");
		return 0;
	}

	/**
	 * 在第i个位置插入新元素
	 */
	public boolean ListInsert(int i,E e) {
		if(i<1||i>this.length+1) {
			throw new RuntimeException("插入位置错误:"+i);
		}
		if(this.length==this.maxSize) {
			/*1.无法继续插入*/
			//System.out.println("表已满，无法继续插入！");
			//return false;
			/*2.增加容量*/
			maxSize=maxSize+10;
			Object[] newdata=new Object[maxSize];
			for (int k=1;k<=this.length;k++)
				newdata[k-1]=this.data[k-1];
			this.data=newdata;
		}
		if (i<=this.length) {  //插入数据不在表尾       **这个判断是否有必要呢？
			for(int j=this.length+1;j>i;j--)
				this.data[j-1]=this.data[j-2];
		}
		this.data[i-1]=e;
		this.length++;  //表长改变勿忘
		System.out.println("插入成功！");
		return true;
	}

	/**
	 * 删除第i个位置的元素，并用e返回其值
	 */
	public E ListDelete(int i) {
		if(this.length==0) {
			throw new RuntimeException("空表，无法执行删除操作！");
		}
		if(i<1||i>this.length) {
			throw new RuntimeException("删除位置错误！");
		}
		E e=(E) this.data[i-1];
		if(i<this.length) {   //删除数据不在表尾       **这个判断是否有必要呢？
			for(int j=i;j<this.length;j++) {
				this.data[j-1]=this.data[j];
			}
		}
		this.length--;
		System.out.println("删除成功！");
		return e;
	}

	/**
	 * 返回线性表的元素个数
	 */
	public int ListLength() {
		return this.length;
	}
}

　　

测试代码：

　　基本数据类型和引用类型各写了一个测试代码。

package SqList;

public class SqListTest {
	public static void main(String[] args) {
		//SqList<Integer> nums =new SqList<Integer>(-1);
		SqList<Integer> nums =new SqList<Integer>(5);
		nums.IsEmpty();
		//System.out.println("——————————插入几个位置错误的情况——————————");
		//nums.ListInsert(6, 6);
		//nums.ListInsert(3, 3);
		//nums.ListInsert(0, 0);
		System.out.println("——————————插入1到5,并读取内容——————————");
		for(int i=1;i<=5;i++)
			nums.ListInsert(i, i);
		nums.IsEmpty();
		int num;
		for(int i=1;i<=5;i++) {
			num=nums.GetElem(i);
			System.out.println("第"+i+"个位置的值为："+num);
		}
		System.out.println("——————————查找0、5、8是否在表中——————————");
		System.out.print("0的位置：");
		System.out.println(nums.LocateElem(0));
		System.out.print("1的位置：");
		System.out.println(nums.LocateElem(1));
		System.out.print("5的位置：");
		System.out.println(nums.LocateElem(5));
		System.out.println("——————————删除2、5——————————");
		num=nums.ListDelete(2);
		System.out.println("已删除："+num);
		num=nums.ListDelete(4);
		System.out.println("已删除："+num);
		System.out.println("当前表长："+nums.ListLength());
		for(int i=1;i<=nums.ListLength();i++) {
			num=nums.GetElem(i);
			System.out.println("第"+i+"个位置的值为："+num);
		}
		nums.ClearList();
		nums.IsEmpty();
	}
}

　　

初始化成功！
表为空
——————————插入1到5,并读取内容——————————
插入成功！
插入成功！
插入成功！
插入成功！
插入成功！
表不为空
数据获取成功！
第1个位置的值为：1
数据获取成功！
第2个位置的值为：2
数据获取成功！
第3个位置的值为：3
数据获取成功！
第4个位置的值为：4
数据获取成功！
第5个位置的值为：5
——————————查找0、5、8是否在表中——————————
0的位置：查找失败！
0
1的位置：查找成功！
1
5的位置：查找成功！
5
——————————删除2、5——————————
删除成功！
已删除：2
删除成功！
已删除：5
当前表长：3
数据获取成功！
第1个位置的值为：1
数据获取成功！
第2个位置的值为：3
数据获取成功！
第3个位置的值为：4
线性表已清空！
表为空

SqListTest输出结果

package SqList;

public class SqListTest2 {
	public static void main(String[] args) {
		SqList<Student> students =new SqList<Student>();
		students .IsEmpty();
		System.out.println("——————————插入1到5,并读取内容——————————");
		Student[] stus= {new Student("小A",11),new Student("小B",12),new Student("小C",13),
				new Student("小D",14),new Student("小E",151)};
		for(int i=1;i<=5;i++)
			students .ListInsert(i, stus[i-1]);
		students .IsEmpty();
		Student stu;
		for(int i=1;i<=5;i++) {
			stu=students .GetElem(i);
			System.out.println("第"+i+"个位置为："+stu.name);
		}
		System.out.println("——————————查找小A、小E、小龙是否在表中——————————");
		System.out.print("小A的位置：");
		stu=stus[0];
		System.out.println(students .LocateElem(stu));
		System.out.print("小E的位置：");
		stu=stus[4];
		System.out.println(students .LocateElem(stu));
		System.out.print("小龙的位置：");
		stu=new Student("小龙",11);
		System.out.println(students .LocateElem(stu));
		System.out.println("——————————删除小E、小B——————————");
		stu=students .ListDelete(2);
		System.out.println("已删除："+stu.name);
		stu=students .ListDelete(4);
		System.out.println("已删除："+stu.name);
		System.out.println("当前表长："+students .ListLength());
		for(int i=1;i<=students .ListLength();i++) {
			stu=students .GetElem(i);
			System.out.println("第"+i+"个位置为："+stu.name);
		}
		students .ClearList();
		students .IsEmpty();
	}
}

class Student{
	public Student(String name, int age) {
		this.name=name;
		this.age=age;
	}
	String name;
	int age;
}

　　

初始化成功！
表为空
——————————插入1到5,并读取内容——————————
插入成功！
插入成功！
插入成功！
插入成功！
插入成功！
表不为空
数据获取成功！
第1个位置为：小A
数据获取成功！
第2个位置为：小B
数据获取成功！
第3个位置为：小C
数据获取成功！
第4个位置为：小D
数据获取成功！
第5个位置为：小E
——————————查找小A、小E、小龙是否在表中——————————
小A的位置：查找成功！
1
小E的位置：查找成功！
5
小龙的位置：查找失败！
0
——————————删除小E、小B——————————
删除成功！
已删除：小B
删除成功！
已删除：小E
当前表长：3
数据获取成功！
第1个位置为：小A
数据获取成功！
第2个位置为：小C
数据获取成功！
第3个位置为：小D
线性表已清空！
表为空

SqListTest2输出结果