数据结构——线性表

本文详细介绍了线性表的逻辑结构,包括顺序存储结构和链接存储结构,如顺序表和链表,讨论了它们的实现、操作接口以及优缺点。顺序表提供了随机存取的优势,但插入和删除操作可能导致大量元素移动;链表则允许快速插入和删除,但存取速度相对较慢。此外,还提到了静态链表和间接寻址等线性表的其他存储方法。

                                            线性表     

                                  

一.线性表的逻辑结构

线性表的定义

线性表:简称表,是nn≥0)个具有相同类型的数据元素的有限序列。

线性表的长度:线性表中数据元素的个数。
空表:长度等于零的线性表,记为:L=(  )。
非空表记为:L=(a1, a2 , …, ai-1, ai,, an)

其中,ai1≤in)称为数据元素;

下角标 i表示该元素在线性表中的位置或序号 。

线性表的特性

有限性:线性表中数据元素的个数是有穷的。

相同性:线性表中数据元素的类型是同一的

顺序性:线性表中相邻的数据元素ai-1ai之间存在序偶关系(ai-1, ai),即ai-1ai的前驱, aiai-1的后继;a1无前驱,an无后继,其它每个元素有且仅有一个前驱和一个后继。
线性表的抽象数据类型定义

ADT List

Data

      线性表中的数据元素具有相同类型,

      相邻元素具有前驱和后继关系

Operation

InitList

    前置条件

虽然给定引用中未直接提及Java线性表算法与数据结构的测试相关内容,但可以基于线性表的实现来构建测试思路。 对于线性表的顺序存储,以顺序表为例,可测试其各项操作。以下是一个简单的顺序表测试代码示例: ```java import java.util.Arrays; // 假设的顺序表类 class SeqList { private Object[] data; private int length; private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10; public SeqList() { data = new Object[DEFAULT_CAPACITY]; length = 0; } public void clear() { length = 0; } public boolean isEmpty() { return length == 0; } public int length() { return length; } public Object get(int i) throws Exception { if (i < 0 || i >= length) { throw new Exception("Index out of bounds"); } return data[i]; } public void insert(int i, Object x) throws Exception { if (i < 0 || i > length) { throw new Exception("Invalid insert position"); } if (length == data.length) { data = Arrays.copyOf(data, data.length * 2); } for (int j = length; j > i; j--) { data[j] = data[j - 1]; } data[i] = x; length++; } public void remove(int i) throws Exception { if (i < 0 || i >= length) { throw new Exception("Index out of bounds"); } for (int j = i; j < length - 1; j++) { data[j] = data[j + 1]; } length--; } public int indexOf(Object x) { for (int i = 0; i < length; i++) { if (data[i].equals(x)) { return i; } } return -1; } public void display() { for (int i = 0; i < length; i++) { System.out.print(data[i] + " "); } System.out.println(); } } // 测试类 class SeqListTest { public static void main(String[] args) { SeqList list = new SeqList(); try { // 测试插入 list.insert(0, 1); list.insert(1, 2); list.insert(2, 3); list.display(); // 测试获取元素 System.out.println("Element at index 1: " + list.get(1)); // 测试删除元素 list.remove(1); list.display(); // 测试查找元素 System.out.println("Index of 3: " + list.indexOf(3)); // 测试清空 list.clear(); System.out.println("Is list empty after clear? " + list.isEmpty()); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } } ``` 对于线性表的链式存储,以单链表为例,可参考引用[4]中的`PrimeLinkedList`类进行测试,以下是一个简单的测试代码示例: ```java class ListNode { int val; ListNode next; ListNode(int val) { this.val = val; } } class PrimeLinkedList { ListNode head; public boolean isPrime(int num) { if (num < 1) { return false; } for (int i = 2; i * i <= num; i++) { if (num % i == 0) { return false; } } return true; } public void insertPrime(int num) { if (!isPrime(num)) { System.out.println(num + "不是素数"); return; } ListNode newNode = new ListNode(num); if (head == null) { head = newNode; } else { ListNode current = head; while (current.next != null) { current = current.next; } current.next = newNode; } } public void printList() { ListNode current = head; while (current != null) { System.out.print(current.val + " "); current = current.next; } System.out.println(); } } class LinkedListTest { public static void main(String[] args) { PrimeLinkedList primeList = new PrimeLinkedList(); int[] numbers = {2, 3, 4, 5, 6, 7, 11, 13, 17, 19, 23}; for (int number : numbers) { primeList.insertPrime(number); } primeList.printList(); } } ``` 在上述测试中,分别对顺序表和单链表的插入、删除、查找、获取元素、清空等操作进行了测试,确保线性表的各项功能正常工作。
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