JavaSE_数据结构

一、 数据结构

1. 什么是数据结构?
   数据结构是计算机对数据存储的一种安排.
   理解1：对数据 安排是可以有多种，所以数据结构是多样的
   理解2：特定数据结构组成的数据，它应该有一些规律。
   （有不同的特点）

2. 数据存储方式
   (1): 变量（变量声明格式： 数据类型 变量名）
   变量作用：可以存储一个数据值;
   变量特点：只能存放一个值.
   注意：
   值和类型匹配问题：数据类型限定了变量可以存储的数据类型
   成员变量和局部变量问题：在使用局部变量之前，必须赋值
   (2)数组的声明格式： 数组中元素的类型[] 数组名
   例： int[] ages = new int[3]
   数组的作用：可以存储多个数据；
   数组操作：存值 ages[0] = 10，取值 ages[0]
   特点：长度固定，只能够是存储同种类型；
   （3）自定义容器类
   ① 可以存储任意多个元素；（可以自动扩容）
   ② 可以存储任意类型的数据;（object超类）

   		关于自定义容器类的	存取值:
   

方案一：把里面的数组设置为private，提供get，set方法；通过get就可以取得数组的值
方案二：在类里面提供一个方法，比如add，调用一次，就往里面添加一个值；（实用）
注：自定义容器实现
实现步骤：
① 定义一个自定义容器类 IntArray
② 创建一个存放数据的数组 比如 int[] data= new int[10];
③ 定义一个添加方法 add ，调用一次给当前容器对象添加一个元素
④ 创建自定义容器类对象，调用add方法，添加元素
自定义容器–自动扩展
创建指定长度容器
通过提供的构造方法完成,添加指定大小的容器；

自动扩展长度


支持任意类型
支持任意类型的容器，比如支持字符串，整型，boolean型等
内部使用Object数组来存储 Object [] date;
自定义容器–查找
①查找指定索引处的元素;

②查找指定元素第一次出现的索引

目前已经可以添加数据，为了让这个自定义容器更好用，在添加几个额外的功能，比如 查找功能
查找功能：
①查找指定索引处的元素;

		 ②查找指定元素第一次出现的索引

自定义容器–删除（难点）
①删除指定索引处的元素
②删除指定的第一个元素

删除指定索引处的元素 （形参是索引，返回值 被删除的元素）

② 删除指定的第一个元素；------------->

二.数据结构-(链表)

链表引入
已经使用变量，数组，还有自定义容器类存放数据；

变量：存储一个值;
数组：存储多个值;
自定义容器类: 在类中封装一个数组；

对于变量直接赋值使用; 对于数组，通过下标使用; 对于自定义容器类的操作，我们通过添加add方法，进行使用.它的原理是内部使用数组来存储实现，但是用户并不关心内部怎么实现.

需求：--------------------------------->

如果在设计一个容器类（自定义一个容器类），对于容器类的操作，一般提供一个add方法，调用add方法的时候，需要传一个值，然后把值存放在容器里面，
但是现在【不用数组】, 那还可以用什么类型方式存储？

分析:-------------------------->
现在基于变量的方式来存储，比如一组零散的数据放到容器里面，对于容器类，能够准确的提供方法来添加，能够操作就可以了，我们也不关心怎么存放；
对于这些数据，可能是整型，字符串，假如现在把这些零散的数据都看成对象.

比如使用变量 :int i1 = 11；
int i2 = 4；
如果看成对象使用Integer的写法：
Integer i11 = 11;
Integer i12 = 4;

如果看成对象来看的话，在堆栈图中是怎样的?
栈里面i11，指向堆里面地址，所以操作这些地址就是相当于操作值了.
现在我把这些零散的对象连起来。

第一个对象地址，比如0x1234，容器类里面存放一个变量（Integer i11）

i11，拿到i11的地址，因为跟其他对象是关联的，那它是不是也就拿到的其他关联上对象的地址。

示意图:--------------------------->

问题: 怎样把 4 和11连接起来？
分析：比如现在把Integer i11 变量指向它的引用，相等于把i11存放在容器类里面了，现在
让11对象里面存放4的地址，但是都是Integer 对象，怎么存放别对象的地址？

思路: 根据刚才分析，在容器当中存放一个变量，也就是定义一个变量，指向该对象;
在对象当中，又有变量指向其他对象.这就就连接起来;

现在自定义一个类Node（相当于口袋），类里面定义两个字段，
① 一个Object类型存放值，
② 一个Node类型字段，存放下一个Node对象地址.
把11封装成一个Node对象，把对象放到容器里面，但是现在不放在容器里面，而在内部定义Node类型变量first，把first指向11地址；如果在添加一个。比如22，通过一个方法，把22封装成Node对象，然后让11和22联系起来，那怎么让11和22联系起来？
class Node{
Object data;//用于添加数据…
Node node;//用于保存下一个对象的地址
}
可以在11对象中定义一个变量，让这个变量指向22这个对象，那就应该在Node类里面定义一个变量，这个变量存放什么值，就是存放Node对象，所以应该定义成Node类型。
如下图:

这种一个对象连着一个对象的结构 — 链表;

三、基于类实现链表

定义容器类，定义一个口袋类（Node），在容器里面有个字段，在容器类里面还应该提供添加，查找，删除方法；比如类里面提供一个add方法；

完善链表结构add方法？

①把用户传入的数据打包成Node对象，但是需要把Node对象放到容器里面去，不能放到方法里面创建，所以放到自定义容器类里面创建，比如在容器里面创建一个Node对象first，让first变量指向创建的对象。

②把打包好的数据挂在first上面，注意在挂上去之前，先判断，如果是第一次，直接挂上去放到first上，如果第二次，第三次，挂在最后一个添加Node对象的上面;

怎么确定是第一次添加？First等于null的时候，是第一次；直接把Node的值赋值给first就添加好第一个元素；

链表添加实现
每一次添加一个元素的时候，先封装成一个Node对象，添加之前进行判断，如果添加的是第一个元素（first == null），直接赋值，如果添加的是第二个元素，放到整个链表结构的最后，所以需要找到链表结构中最后一个对象。怎么找到最后一个对象？

如果Node对象的next字段为空，那么这个对象就是最后一个，怎样找到next对象为空。

分析：---------->

临时定义一个变量Node f;
第一次，f=first ：f和first同时都指向第一个对象，操作f相当于操作第一个对象；
判断 （f.next == null）如果为 false --》转移目标，让f指向下一个对象，怎么让f指向下一个对象； f.next 就是指的第二个对象地址;
第二次，f = f.next ：f指向第二个对象，再一次操作f，相当于操作第二个对象，
判断 f.next == null false —》转移目标。。。
直到f.next == null ，true f指向对象的next为空，f.next = node;

上面while循环完之后，temp始终指向的对象的next 为空.

链表覆写toString方法
现在对于自定义容器里面，添加了一个add方法，调用一次添加一次，现在我想验证是否已经添加进去容器里面，怎么验证？（覆写tostring）