数据结构, 需要考虑两个方面:
1. 每个元素具体的存储方法 (java中是一个对象)
2. 元素之间的关系如何实现存储 (java中也是一个对象)
另外在java中, 已经可以把跟数据结构有关的一些方法写到一个类里了.
线性表
顺序表
c语言: 借助数组实现
#define INIT_SIZE 100;typedef struct { int elem[INIT_SIZE]; // 用来存储数组元素 int length; // 当前顺序表的长度} SqList;// 元素之间的关系隐含在数组这种数据结构中 java语言: 也可以借用数组实现
可以直接借助 ArrayList实现.
链表
c语言:
// 结点// 结点之间没有明确的关系, 靠一个向后的指针联系typedef struct LNode { int elem; // 元素 struct LNode *next; // 维系关系} LNode, &LinkList; java语言:
package DataSturcture;public class LinkList{ // node object private class Node { public Node() {} public Node(T data, Node next){ this.data = data; this.next = next; } /* private instance variable */ private T data; // element; private Node next; // pointer, point next Node } public LinkList() { header = null; tail = null; } public LinkList(T element) { header = new Node(element, null); tail = header; size++; } public int length() { return size; } public T get(int index) { return getNodeByIndex(index).data; } private Node getNodeByIndex(int index) { if (index < 0 || index > size -1) { throw new IndexOutOfBoundsException("线性表索引越界"); } Node current = header; for (int i=0; i size -1) { throw new IndexOutOfBoundsException("线性表索引越界"); } if (header == null) { add(element); } else { if (index == 0) { addAtHeader(element); } else { Node prev = getNodeByIndex(index - 1); prev.next = new Node(element, prev.next); size++; } } } public void add(T element) { if (header == null) { header = new Node(element, null); } else { Node newNode = new Node(element, null); tail.next = newNode; tail = newNode; } size++; } public void addAtHeader(T element) { header = new Node(element, header); if (tail == null) { tail = header; } size++; } public T delete(int index) { if (index < 0 || index > size -1) { throw new IndexOutOfBoundsException("线性表索引越界"); } Node del = null; if (index == 0) { del = header; header = header.next; } else { Node prev = getNodeByIndex(index - 1); del = prev.next; prev.next = del.next; del.next = null; } size--; return del.data; } public T remove() { return delete(size - 1); } public boolean isEmpty() { return size == 0; } public void clear() { header = null; tail = null; size = 0; } public String toString() { if (isEmpty()) { return "[]"; } else { StringBuilder sb = new StringBuilder("["); for (Node current=header; current != null; current=current.next) { sb.append(current.data.toString() + ", "); } int len = sb.length(); return sb.delete(len-2, len).append("]").toString(); } } /* private instance variable */ private Node header; // header information private Node tail; // tail information private int size; // count node }
从以上的代码中, 总结几点:
1. 功能能够独立出来的函数要独立出来, 大家一起使用, 就想cs106说得一样, 画火车时, 不要着急一节一节的话, 而是先抽象出一个车厢类, 从车头到车尾的所有车厢, 都利用这个车厢类.
2. 自顶向下得设计原则贯穿始终
双向链表与上边单链表很像, 循环链表也可以利用 tail 和 header 的指向直接进行.
另外, 可以通过 线性表List, Java 的 List 接口就代表了线性表, 线性表的两种实现是 ArrayList(数组实现) 和 LinkedList, 其中 LinkedList 是一个双向链表.
对于java 而言, 如果你想使用线性表, 那么就:
顺序表: 使用 ArrayList 直接实现.
双向链表: 使用 LinkeedList 直接实现.
栈
栈也是一种常用的数据结构, 所以java也集成了栈,
顺序栈: java.util.Stack, 普通的顺序栈, 底层是用数组实现, 这个stack是线程安全的, 在多线程环境下也可以放心使用.
链栈: java.util.LinkedList, 它不是线程安全的.
队列
Java 集合框架中提供了一个 Queue接口. 都是线程安全的.
ArrayBlockingQueue: 顺序队列
LinkedBlockingQueue: 链队列
双向队列
ArrayDeque: 代表顺序存储结构的双向队列
LinkedBlockingDeque: 代表链式存储结构的双向队列.
树和二叉树
树的父亲结点表示法
c语言实现:
/* node structure */typedef struct TreeNode { int elem; // 存储元素信息 int parent; // 存储 parrent 结点的指针} TPN;/* relation ship structure */typedef struct TreeParent { TreeNode node[MAX_TREE_SIZE]; int r; // 根节点指针 int n; // 当前树的结点总数} java语言实现:
其实原理都使一样的, java通过内部类来存储单个结点, 外部类体现结点间的关系, 即数据结构.