一、線性結構：
如果一個數據元素序列滿足：
（1）除第一個和最後一個數據元素外，每個數據元素只有一個前驅數據元素和一個後繼數據元素；
（2）第一個數據元素沒有前驅數據元素；
（3）最後一個數據元素沒有後繼數據元素。
則稱這樣的數據結構爲線性結構。
二、線性表抽象數據類型：
1、線性表抽象數據類型的概念：
線性表抽象數據類型主要包括兩個方面：既數據集合和該數據集合上的操作集合。
數據集合：
可以表示爲a0,a1,a2,...an-1,每個數據元素的數據類型可以是任意的類型。
操作集合包括如下：
1.求元素個數
2.插入
3.刪除
4.查找
5.判斷是否爲空
2、設計線性表抽象數據類型的Java接口：
代碼如下：
//線性表接口
public interface List {
//獲得線性表長度
public int size();
//判斷線性表是否爲空
public boolean isEmpty();
//插入元素
public void insert(int index,Object obj) throws Exception;
//刪除元素
public void delete(int index) throws Exception;
//獲取指定位置的元素
public Object get(int index) throws Exception;
}
然後我們讓子類去實現這個接口就行了。
三、順序表：（在物理存儲結構上連續，大小固定）
1、順序表的概念：
計算機有兩種基本的存儲結構（物理存儲結構）：順序結構、離散結構。使用順序結構實現的線性表稱爲順序表。如下圖所示：
Java內存中，棧內存和堆內存佔了很大一部分空間：棧內存的存儲是順序結構，堆內存的存儲是離散結構。
2、設計順序表類：
我們在上面第二段的List接口基礎之上，設計一個順序表：
（1）List.java:（線性表，和上面的第二段中代碼一樣）
//線性表接口
public interface List {
//獲得線性表長度
public int size();
//判斷線性表是否爲空
public boolean isEmpty();
//插入元素
public void insert(int index, Object obj) throws Exception;
//刪除元素
public void delete(int index) throws Exception;
//獲取指定位置的元素
public Object get(int index) throws Exception;
}
（2）SequenceList.java:（核心代碼）
1 public class SequenceList implements List {
2
3 //默認的順序表的最大長度
4 final int defaultSize = 10;
5 //最大長度
6 int maxSize;
7 //當前長度
8 int size;
9 //對象數組
10 Object[] listArray;
11
12
13 public SequenceList() {
14 init(defaultSize);
15 }
16
17 public SequenceList(int size) {
18 init(size);
19 }
20
21 //順序表的初始化方法
22 private void init(int size) {
23 maxSize = size;
24 this.size = 0;
25 listArray = new Object[size];
26 }
27
28 @Override
29 public void delete(int index) throws Exception {
30 // TODO Auto-generated method stub
31 if (isEmpty()) {
32 throw new Exception("順序表爲空，無法刪除！");
33 }
34 if (index < 0 || index > size - 1) {
35 throw new Exception("參數錯誤！");
36 }
37 //移動元素
38 for (int j = index; j < size - 1; j++) {
39 listArray[j] = listArray[j + 1];
40 }
41 size--;
42 }
43
44 @Override
45 public Object get(int index) throws Exception {
46 // TODO Auto-generated method stub
47 if (index < 0 || index >= size) {
48 throw new Exception("參數錯誤！");
49 }
50 return listArray[index];
51 }
52
53 @Override
54 public void insert(int index, Object obj) throws Exception {
55 // TODO Auto-generated method stub
56 //如果當前線性表已滿，那就不允許插入數據
57 if (size == maxSize) {
58 throw new Exception("順序表已滿，無法插入！");
59 }
60 //插入位置編號是否合法
61 if (index < 0 || index > size) {
62 throw new Exception("參數錯誤！");
63 }
64 //移動元素
65 for (int j = size - 1; j >= index; j--) {
66 listArray[j + 1] = listArray[j];
67 }
68
69 listArray[index] = obj; //不管當前線性表的size是否爲零，這句話都能正常執行，即都能正常插入
70 size++;
71
72 }
73
74 @Override
75 public boolean isEmpty() {
76 // TODO Auto-generated method stub
77 return size == 0;
78 }
79
80 @Override
81 public int size() {
82 // TODO Auto-generated method stub
83 return size;
84 }
85 }
我們來看一下第54行的插入操作insert()方法：如果需要在index位置插入一個數據，那麼index後面的元素就要整體往後移動一位。這裏面需要特別注意的是：
插入操作：移動元素時，要從後往前操作，不能從前往後操作，不然元素會被覆蓋的。
刪除元素：移動元素時，要從前往後操作。
（3）測試類：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
SequenceList list = new SequenceList(20);
try {
list.insert(0, 100);
list.insert(0, 50);
list.insert(1, 20);
for (int i = 0; i < list.size; i++) {
System.out.println("第" + i + "個數爲" + list.get(i));
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
我們要注意插入的規則是什麼，不然會覺得這個順序表打印輸出的順序很奇怪。
運行效果：
3、順序表效率分析：
- 順序表插入和刪除一個元素的時間複雜度爲O(n)。
- 順序表支持隨機訪問，順序表讀取一個元素的時間複雜度爲O(1)。因爲我們是可以通過下標直接訪問的，所以時間複雜度是固定的，和問題規模無關。
4、順序表的優缺點：
- 順序表的優點是：支持隨機訪問；空間利用率高（連續分配，不存在空間浪費）。
- 順序表的缺點是：大小固定（一開始就要固定順序表的最大長度）；插入和刪除元素需要移動大量的數據。
5、順序表的應用：
設計一個順序表，可以保存100個學生的資料，保存以下三個學生的資料，並打印輸出。
代碼實現：
(1)List.java:
和上面的代碼保持不變
(2)SequenceList.java:
和上面的代碼保持不變
(3)Students.java:學生類
//學生類
public class Students {
private String id;// 學號
private String name;// 姓名
private String gender;// 性別
private int age;// 年齡
public Students() {
}
public Students(String sid, String name, String gender, int age) {
this.id = sid;
this.name = name;
this.gender = gender;
this.age = age;
}
public String getId() {
return id;
}
public void setId(String id) {
this.id = id;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public String getGender() {
return gender;
}
public void setGender(String gender) {
this.gender = gender;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public String toString() {
return "學號：" + this.getId() + " 姓名：" + this.getName() + " 性別：" + this.getGender() + " 年齡:" + this.getAge();
}
}
(4)Test.java:
1 public class Test {
2
3 /**
4 * @param args
5 */
6 public static void main(String[] args) {
7 // TODO Auto-generated method stub
8 SequenceList list = new SequenceList(100);
9
10 try {
11 list.insert(list.size, new Students("S0001", "張三", "男", 18)); //第一個參數list.size代表的是：我每次都是在順序表的最後一個位置（當前線性表的長度的位置）進行插入操作。這一行裏，size是等於0
12 list.insert(list.size, new Students("S0002", "李四", "男", 19));
13 list.insert(list.size, new Students("S0003", "王五", "女", 21));
14
15 for (int i = 0; i < list.size; i++) {
16 System.out.println(list.get(i));
17 }
18
19 } catch (Exception ex) {
20 ex.printStackTrace();
21 }
22 }
23
24 }
注意第11行的註釋：第一個參數list.size代表的是：我每次都是在順序表的最後一個位置（當前線性表的長度的位置）進行插入操作；這樣的話，遍歷時纔是按照張三、李四、王五的順序進行輸出的。
運行效果：
歡迎工作一到五年的Java工程師朋友們加入Java技術交流羣：659270626
羣內提供免費的Java架構學習資料（裏面有高可用、高併發、高性能及分佈式、Jvm性能調優、Spring源碼，MyBatis，Netty,Redis,Kafka,Mysql,Zookeeper,Tomcat,Docker,Dubbo,Nginx等多個知識點的架構資料）合理利用自己每一分每一秒的時間來學習提升自己，不要再用"沒有時間“來掩飾自己思想上的懶惰！趁年輕，使勁拼，給未來的自己一個交代！