数据结构与算法-01数组-01-优快云博客

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数据结构与算法概述

什么是数据结构

**[数据结构[英语：data structure)]**是计算机中存储、组织数据的方式。

数据结构是一种具有一定逻辑关系，在计算机中应用某种存储结构，并且封装了相应操作的数据元素集合。它包含三方面的内容，逻辑关系、存储关系及操作。不同种类的数据结构适合于不同种类的应用，而部分甚至专门用于特定的作业任务。

什么是算法？

**[算法(Algorithm)]**是指解题方案的准确而完整的描述，是一系列解决问题的清晰指令，算法代表着用系统的方法描述解决问题的策略机制。也就是说，能够对一定规范的输入，在有限时间内获得所要求的输出。

什么是程序？

开发工具

数据结构算法开发工具： idea
tips: 建议不要开启AI功能，自己去尝试理解算法，自己练一下才能真正理解。

JDK： 1.8+

常用刷题网站

力扣: 力扣 (LeetCode) 全球极客挚爱的技术成长平台

数组

线性和非线性

线性：除首尾，只有一个唯一前驱和后继。数组，链表

line list

数组是什么？

数组是一个固定长度的存储相同数据类型的数据结构，数组中的元素被存储在一段连续的内存空间中。它是最简单的数据结构之一，大多数现代编程语言都内置数组支持。

数组的特性

存储类型一致

数组中的类型一致。Java–面向对象 —>继承

A a = new B();

B extends A;

People[] a = new People[10];

a[i] = 小孩;

int[] a = new int[10];

空间长度固定

数组在内存中的空间是固定的，是在定义数组时指定。

int[] a = new int[3];
int[] a = {1,5, 4};

定义数组的方式

定义数组，使用类型的初始化

数据类型[ ] 引用名称 = new 数据类型[空间大小];

int a[]={};

int[] a = {};

boolean x; //oracle jdk 1bye

boolean[] x1; // int

基本数据类型(整型)： 0；

浮点类型: 0.0

引用类型: null
```
int[] a = new int[10]; //定义长度为10的数组，数组中的每一个元素初始值为0。
```

定义数组并初始化

int[] a = {1,3,4,5}; //定义数组初始化元素为大括号中的内容。

第三种方式
```
int[] a = new int[]{1,2,3};
```

通过索引访问数组

通过数组的索引进行数据访问: a[index]

索引的范围

数组索引的范围: [ 0, a.length-1]

int[]a = new int[N+1];

索引起点： 0;

索引终点： a .length - 1;

常见异常

NullPointException

空指针异常：访问的数据不存在。

private int[] a;

public void test(){
	a[1] = 3;    
}

ArrayIndexOutOfBoundsException

数组越界异常：访问的索引越界
```
int[] a = new int[10];
a[10];
```

常见数组

字符串
对象数组
哈希表
等

数组的优点

数组可以使用索引查询，其优势是查询快速。

数组的缺点

数组缺点：数组一旦定义其长度就已经固定(数组容量不可变)。

动态数组

实现数组的自动扩容能力。

Vector
ArrayList

idea Debug设置

设置debug toolsbar

右键点击debug，弹出Customize Toolbar

点击"Customer Toolbar"

添加强制进入代码内部的指令

Debug指令

step over

跳过当前断点到下一行代码。tips：如果下一行是方法则不进入方法，跳过方法。

step into

进入方法内。tips： idea默认step into只进入开发者自己写的方法内，无法直接进入源代码内部。

force step into

强制进入方法体内。

Resume Program

跳转到下一个断点。

可变数组

模拟完成ArrayList的创建。 MyArrayList。

分析Java源代码

以Vector为例，之后分析ArrayList

定义接口(List)

序号	方法名称	解释
1	boolean add(E e)	添加数据
2	boolean contains(Object obj)	集合中是否有此对象
3	boolean equals(Object)	对象是否相等
4	void clear()	删除集合中的数据
5	boolean isEmpty()	判断集合是否为空
6	E get(int)	根据索引获取集合中的元素
7	int indexOf(Object)	获元素在数组的位置
8	E remove(int)	根据位置删除某个元素
9	sort(Compator<E>)	对集合的数据进行排序
10	E set(int, E)	修改指定位置的数据
11	int size()	获取集合长度
12	void sort(Comparable<? extends E)	对集合中的元素进行排序

动态数组属性

定义对象数组Object[] elementData;

初始化集合

初始化集合内的数组容量

tips：抛出的异常 IllegalArgumentException ，如果初始化数组的容量为负值则抛出异常。

Vector默认数组的大小

Vector的默认数组大小10： new Vector();

    /**
     * Constructs an empty vector so that its internal data array
     * has size {@code 10} and its standard capacity increment is
     * zero.
     */
    public Vector() {
        this(10);
    }

ArrayList默认数组大小

ArrayList的默认数组为一个空数组。

ArrayList是如何初始化数组的？？？-- 稍后再谈

数据操作

以Vector为例说明集合是如何完成数据的增、删、改、插操作，稍后在研究ArrayList。

添加数据(add)

第一种情况：数据量没有超过默认容量10;

Vector<Integer> v = new Vector<>();
v.add(1);

第二种情况：数据量超过10.