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Java数据结构和算法(二)——数组

2014-09-24

数组的用处是什么呢?——当你需要将30个数进行大小排列的时候,用数组这样的数据结构存储是个很好的选择,当你是一个班的班主任的时候,每次要记录那些学生的缺勤次数的时候,数组也是很有用。数组可以进行插入

数组的用处是什么呢?——当你需要将30个数进行大小排列的时候,用数组这样的数据结构存储是个很好的选择,当你是一个班的班主任的时候,每次要记录那些学生的缺勤次数的时候,数组也是很有用。数组可以进行插入,删除,查找等。


1)创建和内存分配

Java中有两种数据类型,基本类型和对象类型,也有人称为引用类型,Java中把数组当成对象,创建数组时使用new操作符。

int array[] = new int[10];
既然是对象,那么array便是数组的一个引用,根据Java编程思想(一) —— 一切都是对象 的内存分配,array会在栈中开辟空间,并且空间存储着保存数组存储的地址,真正保存对象的地方是对,new操作在堆中开辟了所需的空间,然后array指向头地址。


初始化:

public class UseArray {
    public static void main(String[] args) {
        int array[] = new int[10];
        System.out.println(array[2]);
        UseArray a[] = new UseArray[12];
        System.out.println(a[1]);
        int array2[] ={1,2,3,4,5,5,6};
    }
}
new后的数组里面的值被默认初始化为0,而对象的初始化是空的,null,当然还可以通过{}的方式初始化。


2)数组封装后的使用


public class UseArray {
    private int[] array;
    private int number = 0;
    public UseArray(int max){
        array = new int[max];
    }
    public void insert(int value){
        array[number] = value;
        number++;
    }
    public int find(int value){
        int index = 0;
        for (int i= 0; i < number; i++) {
            if(array[i]==value)
                return index;
        }
        return number;
    }
    
    public boolean delete(int value){
        int index = find(value);
        if(index != number){
            for (int i = index; i < number-1; i++) {
                array[i] = array[i+1];
            }
            number--;
            return true;
        }
        return false;
    }
    
    public void display(){
        for (int i = 0; i < number; i++) {
            System.out.printf(array[i]+" ");
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        UseArray ua  = new UseArray(5);
        ua.insert(1);
        ua.insert(2);
        ua.insert(6);
        ua.insert(7);
        ua.insert(3);
        
        ua.display();
        if(ua.find(5) != ua.number){
            System.out.println();
        }else{
            System.out.println("not found!");
        }
        if(ua.delete(5)!=true){
            System.out.println("can not delete!");
        }
        ua.display();
    }
}

将整个数组封装,用number代替数组的个数,插入数据的时候也不必理会往哪个下标插,当然,也可以自定义一个具体下标的方法。


方法比较简单就不介绍了,但是存在的一个缺点在delete那里,其实只是从删除元素开始的左移而已,所以,虽然number减少了,但是最后一个元素并没有删除掉,只是display输出展示的时候隐藏了而已,但是,下次插入元素的时候新元素便会取代掉最后一个元素的位置。


3)查找优化——二分查找

public int find(int value){
        int start = 0;
        int end = number-1;
        while(end>start){
            int index =(end + start)/2; 
            if(array[index]==value){
                return index;
            }else if(array[index] >value){
                end = index-1;
            }else { 
                start = index+1;
            }
        }
        return number;
    }
二分查找前提是数组已经有序。刚开始index写成end和start相减,造成死循环。其实要的是相加。1,2,3,6,7。index=2,value=7,3小于7,start=3,那么index要的是3和4间的中间数,所以是相加之后除以2,6小于7,start=4,find到7。

排序的话倒是看—— Java数据结构和算法(三)——简单排序。

存储对象的话原理一样。


4)大O表示法

设N为数据总数,加入插入一个数据时间为K。

那么线性查找总时间T=K*N/2,因为查找的话大概为比较数目的一半。

二分查找的话T=k*log2(N)。

大O表示法,O可以看成是order of,大约是的意思,k/2也是常数,所以可以看成是O(N)。


数组的缺点呢,就是大小固定,查找慢,如果你要经常查找百万级别的数据,还会用数组吗?不会的,所以数据结构的选用要结合具体的实际情况,达到最大的效率&#20540;。

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