java怎么自定義類封裝數(shù)組實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)操作

今天小編給大家分享一下java怎么自定義類封裝數(shù)組實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)操作的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，內(nèi)容詳細(xì)，邏輯清晰，相信大部分人都還太了解這方面的知識(shí)，所以分享這篇文章給大家參考一下，希望大家閱讀完這篇文章后有所收獲，下面我們一起來(lái)了解一下吧。

數(shù)組做為一種基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，應(yīng)用十分廣泛。數(shù)組是用連續(xù)的內(nèi)存空間來(lái)存儲(chǔ)固定長(zhǎng)度的、相同數(shù)據(jù)類型的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是跟語(yǔ)言無(wú)關(guān)的，這里，使用java來(lái)進(jìn)行數(shù)組的相關(guān)操作。數(shù)組的索引是從0開(kāi)始的。

一 數(shù)組初始化

創(chuàng)建數(shù)據(jù)有兩種方式，一種是先聲明一個(gè)固定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)，然后再給數(shù)組賦值，另一種是直接賦值。

第一種：

數(shù)據(jù)類型[] 數(shù)組名稱 = new 數(shù)據(jù)類型[長(zhǎng)度];

這里的[]標(biāo)識(shí)這聲明了一個(gè)數(shù)組，這個(gè)[]除了可以放在數(shù)據(jù)類型后面，也可以放在數(shù)組名詞后面，效果一樣。假如我申明一個(gè)長(zhǎng)度為2的long類型的數(shù)組，并賦值：

long[] arr = new long[2];
arr[0] = 1;
arr[1] = 2;

第二種：

數(shù)據(jù)類型[] 數(shù)組名稱 = {元素1,元素2, ...};

這樣在數(shù)組初始化的時(shí)候直接給數(shù)組賦值，數(shù)組的長(zhǎng)度由元素的個(gè)數(shù)決定。

二 自定義類封裝數(shù)組實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)操作

public class MyArray {

    // 自定義數(shù)組    private long[] arr;
    // 有效數(shù)據(jù)長(zhǎng)度    private int element;

    public MyArray(){
        arr = new long[9];
    }

    public MyArray(int maxsize){
        arr = new long[maxsize];
    }
    /**
     * 顯示數(shù)組元素
     */    public void display(){
        System.out.print("[");
        for (int i = 0; i < element; i++) {
            System.out.print(arr[i]+" ");
        }
        System.out.print("]");
    }
}

2.1 添加元素

數(shù)組是用連續(xù)的內(nèi)存空間來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的，則每次添加的時(shí)候會(huì)往當(dāng)前數(shù)組的最后一個(gè)元素上添加元素，一次就可以加上元素，所以它的復(fù)雜度為O(1)，假如定義一個(gè)長(zhǎng)度為9數(shù)組，數(shù)組中已經(jīng)有兩個(gè)元素，則添加第三個(gè)元素如下：

public void add(long value){
    arr[element] = value;
    element++;
}

2.2 根據(jù)值查詢?cè)匚恢?/h4>

這種查找方式也叫做線性查找，就是根據(jù)傳入的值循環(huán)去遍歷元素，來(lái)獲取對(duì)應(yīng)的位置，理論上平均查詢一個(gè)元素需要花費(fèi)N/2次，所以它的復(fù)雜度為O(N)。

public int find(long value){
    int i;
    for (i = 0; i < element; i++) {
        if(value == arr[i]){
            break;
        }
    }
    if(i == element){
        return -1;
    }else {
        return i;
    }
}

2.3 根據(jù)索引查詢?cè)?/h4>

根據(jù)索引來(lái)查找元素，也就是獲取對(duì)應(yīng)位置的元素，其復(fù)雜度為O(1)。

public long get(int index){
    if(index >= element || index < 0){
        throw new ArrayIndexOutOfBoundsException();
    }else {
        return arr[index];
    }
}

2.4 根據(jù)索引刪除元素

刪除對(duì)應(yīng)索引的元素后，我們需要將所有改索引后面的元素，向前移動(dòng)一位。假如我要?jiǎng)h除索引為2的元素，如下：

理論上平均刪除一個(gè)元素，我們需要移動(dòng)N/2次，所以它的時(shí)間復(fù)雜度也為O(N)。

public void delete(int index){
    if(index >= element || index < 0){
        throw new ArrayIndexOutOfBoundsException();
    }else {
        for (int i = index; i < element; i++) {
            arr[index] = arr[index+1];
        }
        element --;
    }
}

2.5 修改元素

修改某個(gè)位置的元素，直接根據(jù)索引就一次就可以修改對(duì)應(yīng)的元素，所以它的時(shí)間復(fù)雜度為O(1)。

public void change(int index,long newValue){
    if(index >= element || index < 0){
        throw new ArrayIndexOutOfBoundsException();
    }else {
        arr[index] = newValue;
    }
}

三 有序數(shù)組

有序數(shù)組是數(shù)組的一種特殊類型，有序數(shù)組中的元素按照某種順序進(jìn)行排列。

3.1 添加元素

在添加元素的時(shí)候，將元素按順序添加到某個(gè)位置。如下，在一個(gè)數(shù)組中添加一個(gè)33的元素。

首先，將索引為3的元素移動(dòng)到索引為4的位置，然后將索引為2的元素移動(dòng)到索引為3的位置，最后將33添加到索引為2的位置。理論上插入一個(gè)元素需要移動(dòng)元素的個(gè)數(shù)為N/2個(gè)，所以它的時(shí)間復(fù)雜度為O(N)。

public void add(long value){
    int i;
    for (i = 0; i < element; i++) {
        if(arr[i]>value){
            break;
        }
    }

    for (int j = element; j > i; j--){
        arr[j] = arr[j-1];
    }
    arr[i] = value;
    element++;
}

3.2 二分法根據(jù)元素查詢索引

在無(wú)序數(shù)組中，使用線性法進(jìn)行查找相關(guān)元素，線性法即按索引按個(gè)查找。有序數(shù)組可以使用二分法來(lái)查找元素，二分法是指將一個(gè)數(shù)組從中間分成兩個(gè)，判斷元素位于哪個(gè)數(shù)組中，然后重復(fù)這樣的操作。

假如有8個(gè)元素的一個(gè)數(shù)組，數(shù)組內(nèi)容為有序的0-7的序列，要查找5這個(gè)元素，第一次分成0-3和4-7兩個(gè)數(shù)組，然后再將4-7分成4-5和6-7兩個(gè)數(shù)組，最后再將4-5分成4和5就查詢出來(lái)具體的元素了，這樣分割3次就可以查詢出長(zhǎng)度為8的數(shù)組中具體的元素，其復(fù)雜度即為O(logN)（logN在計(jì)算機(jī)中底數(shù)一般指的是2，意思為2的幾次方等于n）。

public int search(long value){
    // 中間值    int middle = 0;
    // 最小值    int low = 0;
    // 最大值    int pow = element;
    while (true){
        middle = (low + pow) / 2;
        if(arr[middle] == value){
            return middle;
        }else if (low > pow){
            return -1;
        }else{
            if(arr[middle] > value){
                pow = middle - 1;
            }else{
                low = middle + 1;
            }
        }
    }
}

四 總結(jié)

復(fù)雜度越低意味著算法更加優(yōu)秀，所以O(shè)(1) > O(logN) > O(N) > O(N^2)。

1. 無(wú)序數(shù)組插入快，查找和刪除慢

2. 有序數(shù)組查找快，插入和刪除慢

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