數(shù)組探秘:數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ),深入解讀數(shù)組的內(nèi)部機制!
概述
數(shù)組類似一種集合或列表,比如購物清單,我們看到的返回的一條條數(shù)據(jù),都稱之為數(shù)組,數(shù)組在內(nèi)存中是一塊連續(xù)的空間,可以保存相同類型的多個數(shù)據(jù)的容器、當(dāng)然其中包括一維數(shù)組,二維數(shù)組,n維數(shù)組,但是一般常用的也就前面兩個。
特征
數(shù)組包含列表的特征,同時具有自己獨有的特征,數(shù)組中存在一個重要的概念稱之為索引。
首先數(shù)組會有數(shù)字構(gòu)成的索引來表示元素所在的位置,索引的位置是從0開始的,我們可以根據(jù)索引來快速訪問數(shù)組的元素。
圖片
數(shù)組當(dāng)中的元素在內(nèi)存中是連續(xù)存儲的,且每個元素占用相同的內(nèi)存、數(shù)組是有序的、數(shù)組的長度一旦確定是不可變的、當(dāng)然數(shù)組也可以通過System.arraycopy方法進行數(shù)組的替換,簡單理解就是擴容。
模擬數(shù)組的基本操作
其中包括添加,修改,刪除,遍歷,擴容等操作
package com.structure.array;
/**
* Created by IDEA
*
* @author:m1397
* @Time:2022/4/4 - 7:11
* 數(shù)組:是有限個類型相同的變量所組成的有序集合,元素與元素之間緊密排列,既不能打亂元素的存儲順序,也不能跳過某個單元進行存儲
*/
public class ArrayDemo {
/**
* 數(shù)據(jù)大小
*/
private int size;
/**
* 數(shù)組對象
*/
private int[] data;
/**
* 當(dāng)前存儲數(shù)量
*/
private int num;
private ArrayDemo(int size) {
this.size = size;
this.data = new int[size];
this.num = 0;
}
public static void main(String[] args) {
/**
* 數(shù)組的基本操作
*/
ArrayDemo arrayDemo = new ArrayDemo(5);
arrayDemo.insert(1, 0);
arrayDemo.insert(3, 1);
arrayDemo.insert(4, 2);
arrayDemo.insert(2, 3);
arrayDemo.insert(3, 4);
System.out.println("11 === " + System.currentTimeMillis());
arrayDemo.insert(6, 3);
System.out.println("22 === " + System.currentTimeMillis());
arrayDemo.print();
}
/**
* 讀取元素
*/
public void print() {
System.out.println("index = " + num);
System.out.println("size = " + this.size);
for (int i = 0; i < data.length; i++) {
System.out.print(data[i] + " ");
}
System.out.println();
}
public void print(int index) {
System.out.println(this.data[index]);
}
/**
* 插入元素,含擴容
*
* @param element 元素
* @param index 插入位置
*/
public void insert(int element, int index) {
if (index < 0 || index > this.size) {
throw new RuntimeException("超出數(shù)組實際的元素范圍!!!");
}
if (this.num >= this.size) {
resize();
}
// 遍歷數(shù)組,將需要插入的位置之后的元素都往后移動一位
// 首先得移動存在數(shù)據(jù)的那個位置
// index為下標(biāo)
for (int i = this.num - 1; i > index - 1; i--) {
data[i + 1] = data[i];
}
data[index] = element;
this.num++;
}
/**
* 擴容
* 將size擴容2倍,復(fù)制到新數(shù)組里面
*/
private void resize() {
int length = this.size;
this.size = this.size * 2;
int[] arrayNew = new int[this.size];
System.arraycopy(data, 0, arrayNew, 0, length);
data = arrayNew;
}
/**
* 刪除元素
*
* @param index 刪除指定位置的元素
* @return 返回刪除的元素
*/
public int delete(int index) {
if (index < 0 || index > this.size) {
throw new RuntimeException("超出數(shù)組實際的元素范圍!!!");
}
int deleteElement = data[index];
// 遍歷數(shù)組,將需要刪除的位置之后的元素都往前移動一位
for (int i = index; i < this.num; i++) {
data[i] = data[i + 1];
}
this.num--;
return deleteElement;
}
/**
* 修改
*
* @param element 修改元素
* @param index 位置
*/
public void update(int element, int index) {
if (index < 0 || index > this.size) {
throw new RuntimeException("超出數(shù)組實際的元素范圍!!!");
}
data[index] = element;
}
}
注意事項
數(shù)組是一個連續(xù)的內(nèi)存空間,因此支持隨機訪問,即可以通過下標(biāo)快速訪問數(shù)組中的任意位置的元素。
下標(biāo)是從0開始,介于[0,x) 之間,下標(biāo)不能大于等于x,否則就會報數(shù)組下標(biāo)越界異常。
數(shù)組是引用類型,當(dāng)我們創(chuàng)建一個數(shù)組后,會在堆中分配一塊內(nèi)存同時棧中指向堆中內(nèi)存。