首页 编程教程正文

python实现动态数组的示例代码

piaodoo 编程教程 2020-02-02 11:54:55 1048 0 python教程

这篇文章主要介绍了python实现动态数组的示例代码,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧

实现一个支持动态扩容的数组并完成其增删改查

#通过python实现动态数组
 
"""
数组特点:
  占用一段连续的内存空间,支持随机(索引)访问,且时间复杂度为O(1)
  添加元素时间复杂度:O(n)
  删除元素时间复杂度:O(n)
"""
 
class Arr:
  def __init__(self, capacity=10):
    """
    构造函数
    :param capacity: 数组最大容量,不指定的话默认为10
    """
    self._capacity = capacity
    self._size = 0                 # 数组有效元素的数目,初始化为0
    self._data = [None] * self._capacity  # 由于python的list是动态扩展的,而我们要实现底层具有固定容量、占用一段连续的内存空间的数组,所以用None来作为无效元素的标识
 
  def __getitem__(self, item):
    """让Arr类支持索引操作"""
    return self._data[item]
 
  def getSize(self):
    """返回数组有效元素的个数"""
    return self._size
 
  def getCapacity(self):
    """返回当前数组的容量"""
    return self._capacity
 
  def isEmpty(self):
    """判断当前数组是否为空"""
    return self._size == 0
 
  def add(self, index, elem):
    """
    向数组中添加一个元素,注意数组占用的是一段连续的内存空间,所以在添加元素后,数组还是要保证这个特点的,因此需要将后面的元素都向后挪一个位置,而且要注意要先从
    尾部开始挪,防止元素之间的覆盖
    时间复杂度:O(n)
    :param index:  添加的元素所在的索引
    :param elem:  所要添加的元素
    """
    if index < 0 or index > self._size:   # 插入的位置无效
      raise Exception('Add Filed. Require 0 <= index <= self._size')
    if self._size == self._capacity:    # 满了
      self._resize(self._capacity * 2)  # 默认扩容当前容量的二倍。容量翻倍要比容量加上一个固定值要好,这样做均摊复杂度为O(1)。具体请百度
 
    for i in range(self._size - 1, index - 1, -1): # 从尾部开始挪动元素,在index处腾出一个空间
                            # 一定要注意在步长为负数的情况下,区间是左开右闭区间,即(index, self._size - 1],所以是index-1,与正常的左闭右开区间是相反的!
      self._data[i + 1] = self._data[i]
    self._data[index] = elem    # 将该位置赋值为elem
    self._size += 1         # 数组有效元素数加1
 
  def addLast(self, elem):
    """
    向数组尾部添加元素
    时间复杂度:O(1)
    :param elem: 所要添加的元素
    """
    self.add(self._size, elem) # 直接调用add方法,注意不用再次判定合法性了,因为add函数中已经判断过了
 
  def addFirst(self, elem):
    """
    想数组头部添加元素
    时间复杂度:O(n)
    :param elem: 所要添加的元素
    """
    self.add(0, elem)  # 同理直接调用add方法
 
  def get(self, index):
    """
    获得索引index处的元素
    时间复杂度:O(1)
    :param index: 数组索引
    :return:   数组索引处的值
    """
    if index < 0 or index >= self._size:    # 判断index的合法性
      raise Exception('Get failed. Index is illegal.')
    return self._data[index]
 
  def getFirst(self):
    """
    获得数组首位置元素的值
    :return: 首位置元素的值
    """
    return self.get(0)   # 直接调用get函数,安全可靠
 
  def getLast(self):
    """
    获得数组末尾元素的值
    :return: 末尾元素的值
    """
    return self.get(self._size - 1) # 直接调用get函数,安全可靠
 
  def set(self, index, elem):
    """
    将索引为index的元素的值设为elem
    时间复杂度:O(1)
    :param index: 索引
    :param elem:  新的值
    """
    if index < 0 or index >= self._size:    # 判断index的合法性
      raise Exception('Sat failed. Index is illegal.')
    self._data[index] = elem
 
  def contains(self, elem):
    """
    查看数组中是否存在元素elem,最好不要传入一个浮点数,你懂得。。
    时间复杂度:O(n)
    :param elem: 目标元素
    :return:   bool值,存在为真
    """
    for i in range(self._size):    # 遍历
      if self._data[i] == elem:
        return True        # 找到了就返回True
    return False            # 遍历完了还没找到,就返回False
 
  def find(self, elem):
    """
    在数组中查找元素,并返回元素所在的索引。(如果数组中存在多个elem,只返回最左边elem的索引)
    时间复杂度:O(n)
    :param elem: 目标元素
    :return:   元素所在的索引,没找到则返回-1(无效值)
    """
    for i in range(self._size):     # 遍历数组
      if self._data[i] == elem:
        return i          # 找到就返回索引
    return -1              # 没找到返回-1
 
  def findAll(self, elem):
    """
    找到值为elem全部元素的索引
    :param elem: 目标元素
    :return:   一个列表,值为全部elem的索引
    """
    ret_list = Arr()        # 建立一个新的数组用于存储索引值
    for i in range(self._size):   # 遍历数组
      if self._data[i] == elem:
        ret_list.addLast(i)   # 找到就将索引添加进ret_list
    return ret_list
 
  def remove(self, index):
    """
    删除索引为index的元素。index后面的元素都要向前移动一个位置
    时间复杂度:O(n)
    :param index: 目标索引
    :return:   位于该索引的元素的值
    """
    if index < 0 or index >= self._size:  # index合法性检查
      raise Exception('Remove failed.Require 0 <= index < self._size')
    ret = self._data[index]         # 拷贝一下index处的元素,便于返回
    for i in range(index + 1, self._size): # index后面的元素都向前挪一个位置
      self._data[i - 1] = self._data[i]
    self._size -= 1     # 维护self._size
    self._data[self._size] = None  # 最后一个元素的垃圾回收
 
    if self._size and self._capacity // self._size == 4:  # 如果当前有效元素为总容量的四分之一且还存在有效元素,则将容量缩减为原来的一半
      self._resize(self._capacity // 2)
    return ret
 
  def removeFirst(self):
    """
    删除数组首位置的元素
    时间复杂度:O(n)
    :return: 数组首位置的元素
    """
    return self.remove(0)  # 调用remove函数
 
  def removeLast(self):
    """
    删除数组末尾的元素
    时间复杂度:O(1)
    :return: 数组末尾的元素
    """
    return self.remove(self._size - 1)   # 调用remove函数
 
  def removeElement(self, elem):
    """
    删除数组中为elem的元素,如果数组中不存在elem,那么什么都不做。如果存在多个相同的elem,只删除最左边的那个
    时间复杂度:O(n)
    :param elem: 要删除的目标元素
    """
    index = self.find(elem)     # 尝试找到目标元素(最左边的)的索引
    if index != -1:         # elem在数组中就删除,否则什么都不做
      self.remove(index)     # 调用remove函数
 
  def removeAllElement(self, elem):
    """
    删除数组内所有值为elem的元素,可以用递归来写,这里用的迭代的方法。elem不存在就什么都不做
    :param elem: 要删除的目标元素
    """
    while True:
      index = self.find(elem)   # 循环来找elem,如果还存在就继续删除
      if index != -1:       # 若存在
        self.remove(index)
      else:
        break
 
  def get_Max_index(self):
    """
    获取数组中的最大元素的索引,返回最大元素的索引值,如果有多个最大值,默认返回最左边那个的索引
    时间复杂度:O(n)
    :return: 最大元素的索引
    """
    if self.isEmpty():
      raise Exception('Error, array is Empty!')
    max_elem_index = 0  # 记录最大值的索引,初始化为0 
    for i in range(1, self.getSize()):  # 从索引1开始遍历,一直到数组尾部
      if self._data[i] > self._data[max_elem_index]:  # 如果当前索引的值大于最大值索引处元素的值
        max_elem_index = i   # 更新max_elem_index,这样它还是当前最大值的索引
    return max_elem_index   # 遍历完后,将数组的最大值的索引返回
 
  def removeMax(self):
    """
    删除数组中的最大元素,返回最大元素的值,如果有多个最大值,默认值删除最左边那个
    时间复杂度:O(n)
    :return: 最大元素
    """
    return self.remove(self.get_Max_index())  # 直接调用remove函数删除最大值
 
  def get_Min_index(self):
    """
    获取数组中的最小元素的索引,返回最小元素的索引值,如果有多个最小值,默认返回最左边那个的索引
    时间复杂度:O(n)
    :return: 最小元素的索引
    """
    if self.isEmpty():
      raise Exception('Error, array is Empty!')
    min_elem_index = 0  # 记录最小值的索引,初始化为0 
    for i in range(1, self.getSize()):  # 从索引1开始遍历,一直到数组尾部
      if self._data[i] < self._data[min_elem_index]:  # 如果当前索引的值小于最小值索引处元素的值
        min_elem_index = i   # 更新min_elem_index,这样它还是当前最小值的索引
    return min_elem_index   # 遍历完后,将数组的最小值的索引返回
 
  def removeMin(self):
    """
    删除数组中的最小元素,返回最小元素的值,如果有多个最小值,默认值删除最左边那个
    时间复杂度:O(2n),可以看成是O(n)的
    :return: 最小元素
    """
    return self.remove(self.get_Min_index())
 
  def swap(self, index1, index2):
    """
    交换分别位于索引index1和索引index2处的元素
    :param index1: 索引1
    :param index2: 索引2
    """ 
    if index1 < 0 or index2 < 0 or index1 >= self._size or index2 >= self._size:    # 合法性检查
      raise Exception('Index is illegal')
    self._data[index1], self._data[index2] = self._data[index2], self._data[index1]   # 交换元素
 
  def printArr(self):
    """对数组元素进行打印"""
    for i in range(self._size):
      print(self._data[i], end=' ')
    print('\nSize: %d-----Capacity: %d' % (self.getSize(), self.getCapacity()))
 
  # private
  def _resize(self, new_capacity):
    """
    数组容量放缩至new_capacity,私有成员函数
    :param new_capacity: 新的容量
    """
    new_arr = Arr(new_capacity)     # 建立一个新的数组new_arr,容量为new_capacity
    for i in range(self._size):
      new_arr.addLast(self._data[i]) # 将当前数组的元素按当前顺序全部移动到new_arr中
    self._capacity = new_capacity    # 数组容量变为new_capacity
    self._data = new_arr._data     # 将new_arr._data赋值给self._data,从而完成数组的容量放缩操作

测试代码

import Array 
import numpy as np
np.random.seed(7)
test = Array.Arr()
print(test.getSize())
print(test.getCapacity())
print(test.isEmpty())
for i in range(8):
  test.add(0, np.random.randint(5))
test.printArr()
test.addLast(2)
test.printArr()
print(test.get(3))
test.set(3, 10)
test.printArr()
print(test.contains(10))
print(test.find(4))
test.findAll(1).printArr()
test.remove(3)
test.printArr()
test.removeFirst()
test.removeLast()
test.printArr()
test.removeElement(4)
test.printArr()
test.removeAllElement(3)
test.printArr()
for i in range(30):
  test.addLast(np.random.randint(10))
test.printArr()
print(test[3])
test.swap(0, 1)
test.printArr()

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持脚本之家。

版权声明:

本站所有资源均为站长或网友整理自互联网或站长购买自互联网,站长无法分辨资源版权出自何处,所以不承担任何版权以及其他问题带来的法律责任,如有侵权或者其他问题请联系站长删除!站长QQ754403226 谢谢。

有关影视版权:本站只供百度云网盘资源,版权均属于影片公司所有,请在下载后24小时删除,切勿用于商业用途。本站所有资源信息均从互联网搜索而来,本站不对显示的内容承担责任,如您认为本站页面信息侵犯了您的权益,请附上版权证明邮件告知【754403226@qq.com】,在收到邮件后72小时内删除。本文链接:https://www.piaodoo.com/275.html

评论

搜索

游戏网站源码,织梦网站源码,wordpress,wordpress主题,wordpress下载,wordpress插件,wordpress.com,wordpress模板,wordpress教程,wordpress 主题,wordpress安装,wordpress 模板,wordpress 插件,wordpress主题下载,wordpress企业主题,wordpress seo,wordpress主题开发,wordpress theme,wordpress论坛,wordpress 企业主题,wordpress主机,wordpress中文主题,wordpress cms主题,wordpress plugin,wordpress 主题下载,wordpress 主机,wordpress空间,wordpress mu,wordpress 模版,wordpress汉化主题,wordpress淘宝客主题,wordpress 空间,wordpress代码,WORDPRESS HOSTING,wordpress优点,wordpress安卓客户端,wordpress技巧,wordpress换空间,wordpress themes,网站模板,ppt模板网站,模板网站,企业网站模板,网站设计模板,免费网站模板,个人网站模板,ppt模板下载网站,网站模板下载,公司网站模板,门户网站模板,学校网站模板,网站首页模板,网站模板免费下载,旅游网站模板,网站后台模板,免费网站模板下载,传奇网站模板,网站建设模板,外贸网站模板,网站 模板,个人主页网站模板,个人网站模板下载,政府网站模板,音乐网站模板,导航网站模板,免费企业网站模板,企业网站模板下载,手表网站模板,韩国网站模板,汽车网站模板,教育网站模板,网站后台管理模板,班级网站模板,新闻网站模板,房产中介网站模板,旅游网站模板下载,工艺品网站模板,电子商务网站模板,旅游网站设计模板,团购网站模板,flash网站模板,个人网站设计模板,婚庆网站模板,广告公司网站模板,商业网站模板,手机网站模板,免费模板网站推荐,ppt免费模板网站推荐,织梦网站模板,html网站模板建站,网站html模板,免费个人网站模板,公司网站源码,sns源码,彩票网站源码,周易网站源码,源码基地,交友源码,学校网站源码,asp.net 源码,源码天下,jsp网站源码,论坛源码下载,广告联盟源码,建站源码,delphi源码,源码爱好者,酷源码,net源码,源码超市,医疗网站源码,flash源码,搜源码,源码程序,dede源码,新闻网站源码,易语言源码大全,旅游网站源码下载,flash 源码,免费源码论坛,android游戏源码,电脑维修网站源码,30源码网,股票软件源码,卖源码,源码教程,安居客 源码,vip源码,家教源码,.net源码下载,Web源码,网络公司源码,佛教网站源码,android源码学习,房产源码,钓鱼网站源码,775源码屋,web游戏源码,成品网站 源码78w78不用下载,h5游戏网站源码,asp网站源码下载,webgame源码,电子商务网站源码,vb.net源码,乐嘿源码,8a商业源码论坛,fbreader源码,在线客服系统 源码,google源码,.net网站源码,快递查询源码,源码搜藏网,dede整站源码,周易 源码,52源码论坛,财经网站源码,织梦下载站源码,qq钓鱼网站源码,flash游戏源码,房产网源码,源码搜搜,电子商务源码,团购网站源码,团购网源码,jsp源码下载,jsp源码,h站源码,8a源码,婚纱摄影网站源码,易语言盗号源码,x站源码,qq空间psd源码,免费商业源码,笑话网站源码,源码集合,源码家园,啊哦源码,星期六源码,源码熊,阿奇源码,百分百源码网,一手日源码资源,旅行网站源码,b站工程源码泄露,新站长源码,8a商业源码,asp论坛源码,flash源码下载,404源码社区,创业网站源码,php网页源码,易支付源码,成品网站w灬源码,免费CMS成品网站源码,成品网站W灬源码1688仙踪林,成品APP短视频源码下载网站,成品网站源码1688可靠吗,免费B2B网站源码,成品APP直播源码下载,国外儿童网站源码在线,成品网站W灬源码1688,源码,成品网站w灬 源码1688,免费源码网站都有哪些,成品网站源码78W78隐藏通道1,网站源码,源码网,源码网站,源码时代,源码之家,源码下载,php源码,易语言源码,源码论坛,源码是什么,商城源码,论坛源码,源码交易,源码站,源码库,免费源码,免费网站ja**源码大全,ja**源码,成品网站w灬源码1377,a5源码,站长源码,成品网站源码78W78隐藏通道1APP,源码分享,网站源码下载,源码中国,asp源码,源码社区,企业网站源码,php源码下载,成品app直播源码搭建,在线观看视频网站源码2021,旅游网站源码,安卓源码,通达信选股公式源码,神马影院php源码,c#源码,成品网站w灬源码1688网页,php 源码,网页游戏源码,android源码下载,源码吧,视频源码大全,成品短视频APP源码搭建,asp源码下载,私服源码,电脑维修源码,个人主页源码,源码出售,php网站源码,刀客源码,网址导航源码,导航网站源码,源码天空,asp 源码,软件源码,精品源码,成品网站源码1688自动跳转,个人网站源码,源码哥,在线考试系统源码,cms源码,c# 源码,商业源码,vb源码,门户网站源码,音乐网站源码,中国源码,安卓源码下载,asp网站源码,在线客服源码,电影网站源码,免费源码下载,整站源码,源码交易网,易语言源码网,.net源码,在线客服系统源码,淘客源码,卡盟源码,网站源码出售,vb源码下载,莎莎源码,熊猫烧香源码,asp.net源码,商业源码网,外贸网站源码,61源码网,zblog模板,zblog企业模板,帝国cms模板,帝国cms插件,discuz模板