資料結構之數組，資料結構數組

資料結構之數組，資料結構數組

數組是應用最廣泛的一種資料結構，常常被植入到程式設計語言中，作為基礎資料型別 (Elementary Data Type)使用，因此，在一些教材中，數組並沒有被當做一種資料結構單獨拿出來講解（其實數組就是一段連續的記憶體，即使在實體記憶體中不是連續的，在邏輯上肯定是連續的）。其實沒必要在概念上做糾纏，數組可以當做學習資料結構的敲門磚，以此為基礎，瞭解資料結構的基本概念以及構建方法

資料結構不僅是資料的容器，還要提供對資料的操作方法，比如檢索、插入、刪除、排序等

無序數組

下面我們建立一個類，對數組的檢索、插入、刪除、列印操作進行封裝，簡便起見，我們假設數組中沒有重複值（實際上數組可以包含重複值）

public class Array {           private String [] strArray;      private int length = 0;       //數組元素個數                  //構造方法，傳入數組最大長度      public Array(int max){             strArray = new String [max];      }           //檢測數組是否包含某個元素，如果存在返回其下標，不存在則返回-1      public int contains(String target){             int index = -1;             for(int i=0;i<length;i++){                    if(strArray[i] == target){                           index = i;                           break;                    }             }             return index;      }           //插入      public void insert(String elem) {             strArray[length] = elem;             length++;      }           //刪除某個指定的元素值，刪除成功則返回true，否則返回false      public boolean delete(String target){             int index = -1;             if((index = contains(target)) !=-1){                    for(int i=index;i<length-1;i++){                           //刪除元素之後的所有元素前移一位                           strArray[i] =strArray[i+1];                     }                    length--;                    return true;             }else{                    return false;             }      }           //列出所有元素      public void display(){             for(int i=0;i<length;i++){                    System.out.print(strArray[i]+"\t");             }      }     }

無序數組的優點：插入快，如果知道下標，可以很快的存取

無序數組的缺點：尋找慢，刪除慢，大小固定。

有序數組

所謂的有序數組就是指數組中的元素是按一定規則排列的，其好處就是在根據元素值尋找時可以是使用二分尋找，尋找效率要比無序數組高很多，在資料量很大時更加明顯。當然缺點也顯而易見，當插入一個元素時，首先要判斷該元素應該插入的下標，然後對該下標之後的所有元素後移一位，才能進行插入，這無疑增加了很大的開銷。

因此，有序數組適用於尋找頻繁，而插入、刪除操作較少的情況

有序數組的封裝類如下，為了方便，我們依然假設數組中是沒有重複值的，並且資料是按照由小到大的順序排列的

 

public class OrderArray {      private int [] intArray;      private int length = 0;       //數組元素個數           //構造方法，傳入數組最大長度      public OrderArray(int max){             intArray = new int [max];      }           //用二分尋找法定位某個元素，如果存在返回其下標，不存在則返回-1      public int find(int target){             int lowerBound = 0;                 //搜尋段最小元素的小標             int upperBound = length-1;      //搜尋段最大元素的下標             int curIn;                                   //當前檢測元素的下標                         if(upperBound<0){     //如果數組為空白，直接返回-1                    return -1;             }                         while(true){                    curIn =(lowerBound+upperBound)/2;                                       if(target == intArray[curIn]){                           return curIn;                    }else if(curIn ==lowerBound){                    //在當前下標與搜尋段的最小下標重合時，代表搜尋段中只包含1個或2個元素，                    //如果低位元素和高位元素都不等於目標元素，證明數組中沒有該元素，搜尋結束                           if(target !=intArray[upperBound]){                                  return -1;                           }                    }else{//搜尋段中的元素至少有三個，且當前元素不等於目標元素                           if(intArray[curIn]< target){                                  //如果當前元素小於目標元素，則將下一個搜尋段的最小下標置為當前元素的下標                                  lowerBound =curIn;                           }else{                                  //如果當前元素大於目標元素，則將下一個搜尋段的最大下標置為當前元素的下標                                  upperBound =curIn;                           }                    }             }      }           //插入      public void insert(int elem) {             int location = 0;                         //判斷應插入位置的下標             for(;location<length;location++){                    if(intArray[location] >elem)                           break;             }             //System.out.println(location);             //將插入下標之後的所有元素後移一位             for(inti=length;i>location;i--){                    intArray[i] = intArray[i-1];             }                         //插入元素             intArray[location] = elem;                         length++;      }           //刪除某個指定的元素值，刪除成功則返回true，否則返回false      public boolean delete(int target){             int index = -1;             if((index = find(target)) != -1){                    for(inti=index;i<length-1;i++){                           //刪除元素之後的所有元素前移一位                           intArray[i] = intArray[i+1];                     }                    length--;                    return true;             }else{                    return false;             }      }           //列出所有元素      public void display(){             for(int i=0;i<length;i++){                    System.out.print(intArray[i]+"\t");             }             System.out.println();      }}

有序數組最大的優勢就是可以提高尋找元素的效率，在上例中，find方法使用了二分尋找法，該演算法的如下：

這個方法在一開始設定變數lowerBound和upperBound指向數組的第一個和最後一個非空資料項目。通過設定這些變數可以確定尋找的範圍。然後再while迴圈中，當前的下標curIn被設定為這個範圍的中間值

如果curIn就是我們要找的資料項目，則返回下標，如果不是，就要分兩種情況來考慮：如果curIn指向的資料項目比我們要找的資料小，則證明該元素只可能在curIn和upperBound之間，即數組後一半中（數組是從小到大排列的），下輪要從後半段檢索；如果curIn指向的資料項目比我們要找的資料大，則證明該元素只可能在lowerBound和curIn之間，下一輪要在前半段中檢索

按照上面的方法迭代檢索，直到結束

有序數組的優點：尋找效率高

有序數組的缺點：刪除和插入慢，大小固定