顺序表、链表（ArrayList、LinkedList）

目录

前言：

顺序表（ArrayList）：

顺序表的原理：

ArrayList源码： 

的含义：​编辑

ArrayList的相关方法：​编辑

向上转型List： 

练习题（杨辉三角）： 

扑克牌游戏：

链表（LinkedList）： 

链表的原理：

自定义链表的实现：

LinkedList源码： 

LinkedList使用注意事项： 

练习题（判断是否是会问链表）： 

迭代器（Iterator）： 

总结： 

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前言：

        本篇我们来讲解数据结构中的顺序表和顺序表，因为Java有集合框架，所以可以直接使用类创建对象来完成。

顺序表（ArrayList）：

顺序表的原理：

        顾名思义，就是有顺序的表，类是ArrayList，底层原理是一个数组，当到达最大容量时，会进行扩容。

        当一个数组（顺序表）中存放的基本类型数据时，我们想要全部清除可以直接将有效下标置为0，这样再添加就是覆盖的效果。

        但是如果数组中存放的是引用类型，则不能这样。因为基本类型都会默认初始化，比如整形会默认初始化为0。

        此时引用类型不能直接将有效下标置为0，否则会发生内存泄漏。 因为引用类型开辟的空间没有回收，JVM中，回收算法有很多。最好通过for循环来置空。

for() {elem[i] = null;
}

ArrayList源码： 

        接下来我们就来细致观察ArrayList源码： ArrayList底层就是顺序表，继承了AbstractList类，里面重写了toString方法。

        ArrayList底层就是顺序表，继承了AbstractList类，里面重写了toString方法。

public static void main(String[] args) {ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();list.add(1);list.add(0,99);for (int i = 0; i < list.size(); i++) {System.out.println(list.get(i) + " ");}System.out.println(list);
}

        ArrayList底层是一段连续的空间，并且可以动态扩容，是一个动态类型的顺序表。

        我们再来看源码：

        此时就分配了10个空间。 

        所以当使用无参构造器时，第一次添加元素是申请10个空间，之后每次到达上限以后就扩容1.5倍。

<? extends E>的含义：

         因为ArrayList实现了Collection接口。

public class Test {public static void main(String[] args) {ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();list.add(1);list.add(2);ArrayList<Number> list1 = new ArrayList<>(list);list1.add(99);list1.add(88);System.out.println(list1);}
}

ArrayList的相关方法：

public static void main(String[] args) {ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();list.add(1);list.add(2);list.add(3);System.out.println(list);ArrayList<Number> list1 = new ArrayList<>();list1.addAll(list);list1.remove(new Integer(2));//删除指定对象System.out.println(list1);}

        我们来观察一下代码： 

public static void main(String[] args) {ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();list.add(1);list.add(2);list.add(3);list.add(4);List<Integer> list1 = list.subList(1, 3);//[1,3)list1.set(1,99);System.out.println(list);System.out.println(list1);
}

向上转型List： 

List<List<Integer>> list1 = new ArrayList<>();
list1.add(new ArrayList<>());
list1.add(new ArrayList<>());

        观察这个代码，意思其实是有一个ArrayList类，每一个元素里面是一个ArrayList存放整形的引用类型（List是一个接口）。其实可以理解为二维数组。

练习题（杨辉三角）： 

class Solution {public List<List<Integer>> generate(int numRows) {List<List<Integer>> ret = new ArrayList<>();List<Integer> list = new ArrayList<>();list.add(1);ret.add(list);for (int i = 1; i < numRows; i++) {List<Integer> cur = new ArrayList<>();cur.add(1);//获取上一行List<Integer> prev = ret.get(i - 1);for (int j = 1; j < i; j++) {int val = prev.get(j) + prev.get(j - 1);cur.add(val);}//将此行最后一个元素置为1cur.add(1);ret.add(cur);}return ret;}
}

扑克牌游戏：

public class Test {public static void main(String[] args) {CardDome cardDome = new CardDome();List<Card> cardList = cardDome.buyCard();System.out.println("买的牌如下：");System.out.println(cardList);System.out.println("洗牌");cardDome.shuffle(cardList);System.out.println(cardList);System.out.println("揭牌：");cardDome.getCards(cardList);}
}

public class CardDome {//定义四种花色private static final String[] suits = {"♥","♣","♦","♠"};//52张//J - 11  Q - 12  K - 13//买一副牌public List<Card> buyCard() {List<Card> cardList = new ArrayList<>();for (int i = 0; i < 4; i++) {for (int j = 1; j <= 13; j++) {Card card = new Card(suits[i], j);cardList.add(card);}}return cardList;}//洗牌public void shuffle(List<Card> cardList) {//生成随机数Random random = new Random();//从后向前打乱for (int i = cardList.size() - 1; i > 0; i--) {//有52张牌//第一次生成的就是 0 - 50 的随机数int index = random.nextInt(i);//index i 交换swap(cardList, i, index);}}private void swap(List<Card> cardList, int e1,int e2) {Card tmp = cardList.get(e1);cardList.set(e1,cardList.get(e2));cardList.set(e2,tmp);}//揭牌public void getCards (List<Card> cardList) {//3个人List<Card> hand1 = new ArrayList<>();List<Card> hand2 = new ArrayList<>();List<Card> hand3 = new ArrayList<>();List<List<Card>> hand = new ArrayList<>();hand.add(hand1);hand.add(hand2);hand.add(hand3);//3个人轮流抓牌5张牌for (int i = 0; i < 5; i++) {//j 代表人for (int j = 0; j < 3; j++) {Card card = cardList.remove(0);hand.get(j).add(card);}}System.out.println("第一个人揭牌如下：");System.out.println(hand1);System.out.println("第二个人揭牌如下：");System.out.println(hand2);System.out.println("第三个人揭牌如下：");System.out.println(hand3);System.out.println("剩下的牌：");System.out.println(cardList);}
}

public class Card {private String suit;//花色private int rank;//数字public Card(String suit, int rank) {this.suit = suit;this.rank = rank;}public String getSuit() {return suit;}public void setSuit(String suit) {this.suit = suit;}public int getRank() {return rank;}public void setRank(int rank) {this.rank = rank;}@Overridepublic String toString() {return suit + ":" + rank + " ";}
}

链表（LinkedList）： 

链表的原理：

        顺序表还是有缺点的，因为每次都是1.5倍扩容，所以有时量大时就会浪费内存，所以就衍生出了链表，不是连续内存，如果了解C语言中的链表，那么将是易如反掌。

自定义链表的实现：

        我们定义head成员，是为了保存头结点。

public class MySingleList {//节点使用内部类来写static class ListNode {public int val;public ListNode next;public ListNode(int val) {this.val = val;}}//定义一个链表的成员的头结点public ListNode head;public void createList() {ListNode node1 = new ListNode(12);ListNode node2 = new ListNode(33);ListNode node3 = new ListNode(99);ListNode node4 = new ListNode(67);ListNode node5 = new ListNode(88);node1.next = node2;node2.next = node3;node3.next = node4;node4.next = node5;this.head = node1;}
}

LinkedList源码： 

        LinkedList的底层代码，可以发现这就是一个双向循环链表。 LinkedList的任意位置插入和删除元素师效率比较高，时间复杂度为O(1)，比较适合任意位置插入的场景。

        还有很多方法无法注意介绍，大家可以看Structure里面的所有相关方法、属性和内部类。因为效率高，所以底层只使用了双向链表，没有使用单向链表。

LinkedList使用注意事项： 

        当我们使用的是自定义链表时（就是没用Java框架），清空链表，可以直接将头尾置空，也可以逐个将其置空。因为Java有回收算法。

        这里我们使用迭代器进行遍历，我们也可以反向遍历： 

public class Test2 {public static void main(String[] args) {LinkedList<Integer> linkedList = new LinkedList<>();linkedList.add(1);linkedList.add(2);System.out.println(linkedList);//通过迭代器遍历链表ListIterator<Integer> it1 = linkedList.listIterator();while (it1.hasNext()) {System.out.print(it1.next() + " ");}System.out.println();System.out.println("===反向===");ListIterator<Integer> it2 = linkedList.listIterator(linkedList.size());while (it2.hasPrevious()) {System.out.print(it2.previous() + " ");}}
}

 

练习题（判断是否是会问链表）： 

public class PalindromeList {public boolean chkPalindrome(ListNode head) {if (head == null || head.next == null) {return true;}// write code hereListNode slow = head;ListNode fast = head;while(fast != null && fast.next != null) {slow = slow.next;fast = fast.next.next;}//翻转slow以后的链表ListNode cur = slow.next;while (cur != null) {ListNode nextPos = cur.next;//翻转(利用指针翻转)cur.next = slow;slow = cur;cur = nextPos;}//从前向后 从后向前while(head != slow) {if (slow.val != head.val) {return false;}if (head.next == slow) {return true;}head = head.next;slow = slow.next;}return true;}
}

迭代器（Iterator）： 

        我们可以利用迭代器进行遍历：

public static void main(String[] args) {ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();list.add(1);list.add(2);list.add(3);list.add(4);Iterator<Integer> it = list.iterator();while(it.hasNext()) {System.out.print(it.next() + " ");}
}

总结： 

        这里我还是默认各位都有基础，希望可以对有基础的人有些帮助（更多的是记笔记），感谢各位支持。