java数据结构方面的书 《java数据结构和算法》

一、数据结构与算法概述

1.数据结构概述

(1)什么是数据结构？
数据结构是计算机存储、组织数据的方式。数据结构是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。
(2)数据的存储结构
分为顺序存储结构和链式存储结构
(3)数据的逻辑结构
集合 无关系
线性结构 一对一
树形结构 一对多
图形结构 多对多

2.算法概述

(1)算法（Algorithm）是指解题方案的准确而完整的描述，是一系列解决问题的清晰指令，算法代表着用系统的方法描述解决问题的策略机制。
(2)特性
a输入：算法具有零个或多个输入
b输出：算法至少有一个或多个输出
c有穷性：算法在执行有限的步骤之后，会自动结束而不会出现无限循环，并且每一个步骤在可接受的时间内完成
d确定性：算法的每一个步骤都具有确定的意义，不会出现二义性
e可行性：算法的每一步都必须是可行的，每一步都能通过执行有限次数完成
(3)基本要求
正确性
可读性
健壮性
时间复杂度
空间复杂度

二、线性结构

1.线性结构都包括

数组、栈、队列、单链表、循环链表、双链表、递归、排序算法

2.数组：顺序存储

package com.xianxing.array;

public class ArrayTest {

	public static void main(String[] args) {
		// 创建一个数组
		int[] arr1 = new int[3];

		// 获取数组长度
		int length1 = arr1.length;
		System.out.println("arr1数组的长度:" + length1);

		// 访问数组中的元素:数组名[下标] 注意：下标从0开始
		int element0 = arr1[0];
		System.out.println("arr1第0个元素:" + element0);

		// 为数组中的元素赋值
		for (int i = 0; i < arr1.length; i++) {
			arr1[i] = 100 - i;
		}

		// 遍历数组
		for (int i = 0; i < arr1.length; i++) {
			System.out.print(arr1[i] + " ");
		}
		System.out.println();
		// 增强型for循环
		for (int n : arr1) {
			System.out.print(n + " ");
		}
		System.out.println();

		// 创建数组的同时为数组中的元素赋值
		int[] arr2 = new int[] { 90, 80, 70, 60, 50 };
		// 获取数组的长度
		System.out.println("数组arr2的长度为:" + arr2.length);
	}

}

package com.xianxing.array;

import java.util.Arrays;

/**
 * 为数组添加元素
 * 
 * @author l1
 *
 */
public class ArrayTest1 {

	public static void main(String[] args) {
		// 数组的长度不可变
		int[] arr = new int[] { 9, 8, 7 };
		// 快速查看数组中的元素
		System.out.println(Arrays.toString(arr));// [9, 8, 7]
		int dst = 6;

		// 创建一个新数组，长度是原数组长度+1
		int newArr[] = new int[arr.length + 1];
		// 把原数组中的数据全部复制到新数组中
		for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
			newArr[i] = arr[i];
		}
		System.out.println(Arrays.toString(newArr));// [9, 8, 7, 0]
		// 把目标元素放入新数组最后
		newArr[arr.length] = dst;
		System.out.println(Arrays.toString(newArr));// [9, 8, 7, 6]
		// 新数组替换原数组
		arr = newArr;
		System.out.println(Arrays.toString(arr));// [9, 8, 7, 6]

	}

}

package com.xianxing.array;

import java.util.Arrays;

/**
 * 删除数组中的元素
 * 
 * @author l1
 *
 */
public class ArrayTest2 {

	public static void main(String[] args) {
		// 目标数组
		int[] arr = new int[] { 9, 8, 7, 6, 5 };
		// 要删除的数组下标
		int dst = 2;
		System.out.println(Arrays.toString(arr));

		// 创建一个新数组，长度为原数组-1
		int newArr[] = new int[arr.length - 1];
		// 复制原数组中除了要删除的元素以外的元素
		for (int i = 0; i < newArr.length; i++) {
			if (i < dst) {
				// 要删除的元素下标之前的元素
				newArr[i] = arr[i];
			} else {
				// 要删除的元素之后的元素
				newArr[i] = arr[i + 1];
			}
		}
		// 新数组替换旧数组
		arr = newArr;
		System.out.println(Arrays.toString(arr));
	}

}

package com.xianxing.array1;

import java.util.Arrays;

import javax.management.RuntimeErrorException;

/**
 * 面向对象数组
 * 
 * @author l1
 *
 */
public class MyArray {
	// 用于存储数据的数组
	private int[] elements;

	public MyArray() {
		elements = new int[0];
	}

	// 获取数组长度
	public int size() {
		return elements.length;
	}

	// 往数组末尾添加一个元素
	public void add(int element) {
		int newArr[] = new int[elements.length + 1];
		for (int i = 0; i < elements.length; i++) {
			newArr[i] = elements[i];
		}
		newArr[elements.length] = element;
		elements = newArr;
	}

	// 打印所有元素
	public void show() {
		System.out.println(Arrays.toString(elements));
	}

	// 删除一个元素
	public void delete(int index) {
		// 判断下标是否越界
		if (index < 0 || index > elements.length - 1) {
			throw new RuntimeException("下标越界");
		}
		int[] newArr = new int[elements.length - 1];
		for (int i = 0; i < newArr.length; i++) {
			if (i < index) {
				newArr[i] = elements[i];
			} else {
				newArr[i] = elements[i + 1];
			}
		}
		elements = newArr;
	}

	// 获取某个下标的元素
	public int get(int index) {
		// 判断下标是否越界
		if (index < 0 || index > elements.length - 1) {
			throw new RuntimeException("下标越界");
		}
		return elements[index];
	}

	// 插入一个元素到指定位置
	public void insert(int index, int element) {
		// 判断下标是否越界
		if (index < 0 || index > elements.length - 1) {
			throw new RuntimeException("下标越界");
		}
		int newArr[] = new int[elements.length + 1];
		for (int i = 0; i < newArr.length - 1; i++) {
			if (i < index) {
				newArr[i] = elements[i];
			} else {
				newArr[i + 1] = elements[i];
			}
		}
		newArr[index] = element;
		elements = newArr;
	}

	// 替换指定的元素
	public void set(int index, int element) {
		// 判断下标是否越界
		if (index < 0 || index > elements.length - 1) {
			throw new RuntimeException("下标越界");
		}
		elements[index] = element;
	}
}

package com.xianxing.array1;

public class MyArrayTest {

	public static void main(String[] args) {
		MyArray ma = new MyArray();
		System.out.println("ma数组的长度:" + ma.size());// ma数组的长度:0
		ma.show();// []
		ma.add(3);
		ma.add(6);
		ma.add(99);
		ma.add(95);
		System.out.println("ma数组的长度:" + ma.size());// ma数组的长度:4
		ma.show();// [3, 6, 99, 95]
		ma.delete(1);
		ma.show();// [3, 99, 95]
		System.out.println(ma.get(1));// 99
		ma.add(55);
		ma.add(36);
		ma.show();// [3, 99, 95, 55, 36]
		ma.insert(3, 86);
		ma.show();// [3, 99, 95, 86, 55, 36]
		ma.set(4, 64);
		ma.show();// [3, 99, 95, 86, 64, 36]

	}

}