数据结构：顺序表的常用方法实现 | 极客日志

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数据结构：顺序表的常用方法实现

本文介绍了顺序表（基于数组）的基本实现原理及常用操作方法。内容包括顺序表的初始化、扩容机制、元素增删改查功能的代码实现。重点讲解了在指定位置插入时的元素移动逻辑、数组越界处理、以及内存释放注意事项。提供了完整的 Java 代码示例，涵盖合法性校验、异常抛出及工具类使用，适合初学者理解线性表底层数据结构。

链路追踪发布于 2026/3/270 浏览

数据结构：顺序表的常用方法实现

线性表

线性表包括顺序表、链表、栈、队列等，本节重点学习顺序表。

顺序表

顺序表本质是对数组的封装，支持增删改查操作。

顺序表示意图

打印顺序表元素

/**
 * 打印顺序表中的所有元素
 */
@Override
public void display() {
    for (int i = 0; i < usedSize; i++) {
        System.out.println(elem[i] + " ");
    }
    System.out.println();
}

往数组末尾添加元素

/**
 * 添加元素：默认添加到数组的最后位置
 * @param data
 */
@Override
public void add(int data) {
    // 如果满了，要进行扩容
    if (isFull()) {
        // 二倍扩容 -> 拷贝完之后让 elem 指向一个新的数组对象
        elem = Arrays.copyOf(elem, 2 * elem.length);
    }
    // 将元素放入数组中
    elem[usedSize] = data;
    usedSize++;
}

// 判断数组是否满了
@Override
public boolean isFull() {
    return usedSize == elem.length;
}

通过调试可以看到，当数组元素超出其所能承载的容量大小时，可以通过 copyOf 进行扩容，从而将新元素放进去。

在指定位置添加新元素

插入逻辑如下：

从后往前移动元素。
将元素放进指定位置，并且更新元素个数。

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@Override
public void add(int pos, int data) {
    // 1. pos 位置的判断 -> pos 不能为负的或 pos 不能隔空插元素
    checkPosOfAdd(pos);
    // 2. 如果这个数组是满的，则需要对数组进行扩容才能插入新元素
    isFulling();
    // 3. 先挪动元素，将最后面元素逐个往前挪
    // i >= pos 时元素才会往前移
    for (int i = usedSize - 1; i >= pos; i--) {
        elem[i + 1] = elem[i];
    }
    // 挪完将指定元素插入到位置中
    elem[pos] = data;
    usedSize++;
}

// 1. pos 位置的判断 -> pos 不能为负的或 pos 不能隔空插元素
public void checkPosOfAdd(int pos) {
    if (pos < 0 || pos > usedSize) {
        throw new PosException("pos 位置是" + pos);
    }
}

// 2. 如果这个数组是满的，则需要对数组进行扩容才能插入新元素
public void isFulling() {
    elem = Arrays.copyOf(elem, 2 * elem.length);
}

/**
 * 查找当前元素是否存在
 * @param toFind
 * @return
 */
@Override
public boolean contains(int toFind) {
    for (int i = 0; i < usedSize; i++) {
        if (elem[i] == toFind) {
            return true;
        }
    }
    return false;
}

/**
 * 查找当前元素的下标
 * @param toFind
 * @return
 */
@Override
public int indexOf(int toFind) {
    for (int i = 0; i < usedSize; i++) {
        if (elem[i] == toFind) {
            // 如果这里是引用数据类型需要用 equals 进行比较
            return i;
        }
    }
    return -1;
}

/**
 * 获取 pos 位置的值
 * @param pos
 * @return
 */
@Override
public int get(int pos) {
    // 1. 判断 pos 合法性
    checkPosGet(pos);
    // 2. pos 为空的异常处理
    if (isEmpty()) {
        throw new EmptyException("数组为空，无法获取元素");
    }
    return elem[pos];
}

// 1. 判断 pos 合法性
public void checkPosGet(int pos) {
    if (pos < 0 || pos >= usedSize) {
        throw new PosException("Pos 不合法，位置是：" + pos);
    }
}

// 2. pos 为空的异常处理 -> 此时 pos 正好符合>=usedSize(为 0) 的情况，算是 1 的一种。
public boolean isEmpty() {
    return usedSize == 0;
}

/**
 * 更新 pos 位置的值为 value
 * @param pos
 * @param value
 */
@Override
public void set(int pos, int value) {
    // 1. 检查 pos 位置的合法性
    checkPosOfSet(pos);
    // 2. pos 为空的异常处理
    if (isEmpty()) {
        throw new EmptyException("顺序表为空");
    }
    elem[pos] = value;
}

public void checkPosOfSet(int pos) {
    if (pos < 0 || pos >= usedSize) {
        throw new PosException("Pos 位置不合法位置是：" + pos);
    }
}

/**
 * 获取顺序表的大小
 * @return
 */
@Override
public int size() {
    return this.usedSize;
}

/**
 * 删除 toRemove 这个数字
 * 删除指定元素
 * @param toRemove
 */
@Override
public void remove(int toRemove) {
    // 首先，找到元素下标
    // 因为刚刚已经实现过通过元素寻找下标的方法了，现在只要调用这个方法即可找到对应元素的下标
    int index = indexOf(toRemove);
    // 然后，将这个位置前面的元素往后移动覆盖掉即可删除
    for (int i = index; i < usedSize - 1; i++) {
        elem[i] = elem[i + 1];
    }
    usedSize--;
}

/**
 * 清空顺序表，防止内存泄漏
 */
@Override
public void clear() {
    usedSize = 0;
}