線性表及其算法（java實現(xiàn)）

IntMain 發(fā)布于2019-08-15 18:05 / 2849人閱讀

摘要：其中，數(shù)據(jù)元素的個數(shù)為表的長度，當為零時成為空表，非空的線性表通常記為，，，，，，，一線性表的順序存儲及算法線性表的順序存儲指的是將線性表的數(shù)據(jù)元素按其邏輯次序依次存入一組地址連續(xù)的存儲單元里，用這種方法存儲的線性表稱為順序表。

線性表

線性表是最簡單和最常用的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它是有n個數(shù)據(jù)元素（節(jié)點）組成的有限序列。其中，數(shù)據(jù)元素的個數(shù)n為表的長度，當n為零時成為空表，非空的線性表通常記為：

（a1，a2，… ，ai-1，ai， ai+1，…，an）

一. 線性表的順序存儲及算法

線性表的順序存儲指的是將線性表的數(shù)據(jù)元素按其邏輯次序依次存入一組地址連續(xù)的存儲單元里，用這種方法存儲的線性表稱為順序表。

1.順序表的結(jié)構(gòu)定義

public class SeqList {
    
    /* 初始空間為10 */
    private static final int LIST_SIZE = 10;
    
    /* 數(shù)組data用來存放元素 */
    private int[] data;
    
    /* 當前表長，實際存儲元素的個數(shù) */
    private int length;
    
}

2.插入運算

順序表的插入運算是指在線性表的第i-1個元素和第i個元素之間插入一個新元素。由于順序表邏輯上相鄰的元素在物理結(jié)構(gòu)上也相鄰，其物理存儲關(guān)系也要發(fā)生相應(yīng)的變化。除非i=n+1，否則必須將原順序表的第i個元素開始的所有元素分別向后移動1個位置。

/**
 * 在順序表list中第i個位置之前插入一個新元素node
 * @param list 順序表
 * @param i 插入位置
 * @param node 新元素
 */
public void insertList(SeqList list, int i, int node) {
        
    if (i < 1 || i > list.length + 1) {
        System.out.println("position error");
        return;
    }
        
    if (list.length >= LIST_SIZE) {
        System.out.println("overflow");
        return;
    }
        
    for (int j = list.length - 1; j >= i - 1; j --) {
        /* 從最后一個元素開始逐一后移 */
        list.data[j+1] = list.data[j];
    }
    /* 插入新元素 */
    list.data[i-1] = node;
    /* 表長加1 */
    list.length ++;
        
}

3.刪除運算

順序表的刪除運算指的是將表中第i個元素刪除，與插入運算相反，插入是向后移動元素，刪除運算則是向前移動元素。

/**
 * 在順序表list中刪除第i個元素，并返回被刪除的元素
 * @param list 順序表
 * @param i 元素位置
 * @return node
 */
public int deleteList(SeqList list, int i) {

    int node = 0;

    if (i < 0 || i > list.length) {
        System.out.println("position error");
        return node;
    }

    node = list.data[i-1];
    for (int j = i; j < list.length; j ++) {
        /* 元素前移 */
        list.data[j-1] = list.data[j];
    }

    list.length --;

    return node;

}

4.順序表逆置

先以表長的一半為循環(huán)控制次數(shù)，將表中最后一個元素同順序順數(shù)第一個元素交換，將倒數(shù)第二個元素同順數(shù)第二個元素交換，以此類推，直至交換完為止。

/**
 * 順序表逆置
 * @param list 原始順序表
 * @return 逆置后的順序表
 */
public SeqList converts(SeqList list) {
        
    int node;
    int length = list.length/2;
    for (int i = 0; i < length; i ++) {
        /* 對稱交換元素 */
        int j = list.length - 1 - i;
        node = list.data[i];
        list.data[i] = list.data[j];
        list.data[j] = node;
    }
    return list;
        
}

二. 線性表的鏈式存儲及算法

鏈式存儲結(jié)構(gòu)存儲線性表數(shù)據(jù)元素的存儲空間可能是連續(xù)的，也可能是不連續(xù)的，因而鏈表的節(jié)點是不可以隨機存取的，鏈式存粗是最常見的存儲方式之一。

在使用鏈式存儲結(jié)構(gòu)表示每個數(shù)據(jù)元素時，除了存儲元素本身的信息外，還需要一個存儲指示后繼元素存儲位置的地址，利用這種存儲方式表示的線性表稱為鏈表。

5.單鏈表的結(jié)構(gòu)定義

public class LinkList {

    /* 數(shù)據(jù)域 */
    private char data;

    /* 后繼元素 */
    private LinkList next;

}

6.頭插法建表算法

頭插法是從一個空表開始，重復(fù)讀入數(shù)據(jù)，生成新節(jié)點，將讀入的數(shù)據(jù)存放到新節(jié)點的數(shù)據(jù)域中，然后將新節(jié)點插入到當前鏈表的表頭上，直到結(jié)束為止。

/**
 * 頭插法創(chuàng)建表
 * @param chars 字符數(shù)組
 * @return 單鏈表
 */
public LinkList createListF(char[] chars) {

    LinkList node;
    LinkList head = null;

    for (char ch : chars) {
        /* 申請新節(jié)點 */
        node = new LinkList();
        node.data = ch;

        /* 指向后繼節(jié)點 */
        node.next = head;
        head = node;
    }

    /* 返回頭節(jié)點 */
    return head;

}

7.尾插法建表算法

頭插法建表中節(jié)點的次序和輸入時的順序相反，若需要和輸入次序一致，則可使用尾插法。

/**
 * 尾插法建表
 * @param chars 字符數(shù)組
 * @return 單鏈表
 */
public LinkList createListR(char[] chars) {

    LinkList node;
    LinkList head = null;
    LinkList rear = null;

    for (char ch : chars) {
        node = new LinkList();
        node.data = ch;

        if (head == null) {
            /* 新節(jié)點為頭節(jié)點 */
            head = node;
        } else {
            /* 上一個節(jié)點指向新節(jié)點 */
            rear.next = node;
        }
        /* 表尾指向新的節(jié)點 */
        rear = node;
    }

    /* 返回頭節(jié)點 */
    return head;

}