19.第24章:實(shí)現(xiàn)線性表、棧膏燕、隊(duì)列钥屈、優(yōu)先隊(duì)列

1.線性表

線性表可以執(zhí)行如下操作:

  • 從線性表中提取一個(gè)元素。
  • 向線性表插入一個(gè)元素坝辫。
  • 從線性表刪除一個(gè)元素篷就。
  • 找出線性表中元素的個(gè)數(shù)。
  • 確定線性表中是否包含某個(gè)元素近忙。
  • 確定線性表是否為空竭业。

實(shí)現(xiàn)線性表兩種方式:
1)數(shù)組(array)
數(shù)組大小是固定的。如果元素個(gè)數(shù)超過了數(shù)組的容量及舍,就創(chuàng)建一個(gè)更大的新數(shù)組未辆,并將當(dāng)前數(shù)組中的元素復(fù)制到新數(shù)組。
2)鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)
由結(jié)點(diǎn)組成锯玛,每個(gè)結(jié)點(diǎn)都是動(dòng)態(tài)創(chuàng)建的咐柜,用來存儲(chǔ)一個(gè)元素。所有的結(jié)點(diǎn)鏈接成一個(gè)線性表攘残。

相應(yīng)的類為MyArrayList和MyLinkedList拙友,這兩種類具有相同的操作,但是具有不同的實(shí)現(xiàn)肯腕。



1)myArrayList

  • 初始化:用默認(rèn)大小創(chuàng)建一個(gè)類型為E[ ]的數(shù)組data献宫。向數(shù)組插入一個(gè)新元素時(shí)钥平,首先確定數(shù)組是否有足夠的空間实撒,若空間不夠,則創(chuàng)建大小為當(dāng)前數(shù)組兩倍的新數(shù)組涉瘾,然后將當(dāng)前數(shù)組中的元素復(fù)制到新數(shù)組中知态。
  • 插入元素:在指定下標(biāo)處插入一個(gè)新元素之前,必須將指定下標(biāo)后面的所有元素都向右移動(dòng)一個(gè)位置立叛,并將線性表的長(zhǎng)度加1负敏。


  • 刪除元素:刪除指定下標(biāo)的一個(gè)元素時(shí),應(yīng)該將該下標(biāo)后面的元素都向左移動(dòng)一個(gè)位置秘蛇,并將線性表大小減1其做。



    實(shí)現(xiàn):







2)鏈表

在使用數(shù)組實(shí)現(xiàn)的MyArrayList時(shí)顶考,add(int index,E e)插入和remove(int index)方法的效率很低,他們需要
移動(dòng)大量元素妖泄。為提高在線性表中插入和刪除元素的效率驹沿,可以采用鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)線性表。

  • 結(jié)點(diǎn)

創(chuàng)建存儲(chǔ)3個(gè)結(jié)點(diǎn)的示例:




遍歷線性表中的結(jié)點(diǎn):
如果結(jié)點(diǎn)是線性表中的最后一個(gè)蹈胡,那么它的指針數(shù)據(jù)next所包含的值為null渊季。


  • myLinkedList類

實(shí)現(xiàn)addFirst(e)方法:




實(shí)現(xiàn)addlast方法:



實(shí)現(xiàn)任意位置插入的方法:

實(shí)現(xiàn)removeFirst方法

實(shí)現(xiàn)removeLast()方法




實(shí)現(xiàn)remove(index)方法




3)ArrayList和LinkedList對(duì)比

使用數(shù)組實(shí)現(xiàn)ArrayList,使用鏈表實(shí)現(xiàn)LinkedList,ArrayList的開銷比LinkedList小罚渐。
但需要進(jìn)行插入刪除操作却汉,使用鏈表效率更高。

4)鏈表的變體

  • 循環(huán)單鏈表:鏈表的最后一個(gè)結(jié)點(diǎn)的指針指回到第一個(gè)結(jié)點(diǎn)荷并。沒有tail結(jié)點(diǎn)


  • 雙向鏈表:包含兩個(gè)指針的結(jié)點(diǎn)合砂,一個(gè)指針指向下一個(gè)結(jié)點(diǎn),另一個(gè)指針指向前一個(gè)結(jié)點(diǎn)璧坟。雙向鏈表可以向前遍歷也可以向后遍歷既穆。


  • 循環(huán)雙向鏈表:在雙向鏈表的基礎(chǔ)上,鏈表的第一個(gè)節(jié)點(diǎn)的前向指針指向最后一個(gè)結(jié)點(diǎn)雀鹃,鏈表的最后一個(gè)結(jié)點(diǎn)的后向指針指向第一個(gè)結(jié)點(diǎn)幻工。

2.棧

用數(shù)組或ArrayList可以實(shí)現(xiàn)棧,棧后進(jìn)先出黎茎。


3.隊(duì)列

用LinkedList來實(shí)現(xiàn)隊(duì)列囊颅。


4.優(yōu)先隊(duì)列

用堆實(shí)現(xiàn)優(yōu)先隊(duì)列。


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