线性表的数组表示

本文探讨了抽象数据类型linearList,重点介绍其可变长度一维数组的表示方式,详细阐述线性表在数组结构中的应用和操作。

抽象数据类型 linearList

// abstract class linearList
// abstract data type specification for linear list data structure
// all methods are pure virtual functions

#ifndef linearList_
#define linearList_
#include <iostream>

using namespace std;

template<class T>
class linearList
{
   public:
      virtual ~linearList() {}
      virtual bool empty() const = 0;
                  // return true iff list is empty
      virtual int size() const = 0;
                  // return number of elements in list
      virtual T& get(int theIndex) const = 0;
                  // return element whose index is theIndex
      virtual int indexOf(const T& theElement) const = 0;
                  // return index of first occurence of theElement
      virtual void erase(int theIndex) = 0;
                  // remove the element whose index is theIndex
      virtual void insert(int theIndex, const T& theElement) = 0;
                  // insert theElement so that its index is theIndex
      virtual void output(ostream& out) const = 0;
                  // insert list into stream out
};
#endif

可变长度一维数组

// change the length of an array

#ifndef changeLength1D_
#define changeLength1D_

#include "myExceptions.h"

using namespace std;

template<class T>
void changeLength1D(T*& a, int oldLength, int newLength)
{
   if (newLength < 0)
      throw illegalParameterValue("new length must be >= 0");

   T* temp = new T[newLength];              // new array
   int number = min(oldLength, newLength);  // number to copy
   copy(a, a + number, temp);
   delete [] a;                             // deallocate old memory
   a = temp;
}

#endif


类 arraylist

// array implementation of a linear list
// derives from abstract class linearList just to make sure
// all methods of the ADT are implemented
// USES STL ALGORITHMS TO SIMPLIFY CODE

#ifndef arrayList_
#define arrayList_

#include<iostream>
#include<sstream>
#include<string>
#include<algorithm>
#include "linearList.h"
#include "myExceptions.h"
#include "changeLength1D.h"

using namespace std;

template<class T>
class arrayList : public linearList<T> 
{
   public:
      // constructor, copy constructor and destructor
      arrayList(int initialCapacity = 10);
      arrayList(const arrayList<T>&);
      ~arrayList() {delete [] element;}

      // ADT methods
      bool empty() const {return listSize == 0;}
      int size() const {return listSize;}
      T& get(int theIndex) const;
      int indexOf(const T& theElement) const;
      void erase(int theIndex);
      void insert(int theIndex, const T& theElement);
      void output(ostream& out) const;

      // additional method
      int capacity() const {return arrayLength;}

   protected:
      void checkIndex(int theIndex) const;
            // throw illegalIndex if theIndex invalid
      T* element;            // 1D array to hold list elements
      int arrayLength;       // capacity of the 1D array
      int listSize;          // number of elements in list
};

template<class T>
arrayList<T>::arrayList(int initialCapacity)
{// Constructor.
   if (initialCapacity < 1)
   {ostringstream s;
    s << "Initial capacity = " << initialCapacity << " Must be > 0";
    throw illegalParameterValue(s.str());
   }
   arrayLength = initialCapacity;
   element = new T[arrayLength];
   listSize = 0;
}

template<class T>
arrayList<T>::arrayList(const arrayList<T>& theList)
{// Copy constructor.
   arrayLength = theList.arrayLength;
   listSize = theList.listSize;
   element = new T[arrayLength];
   copy(theList.element, theList.element + listSize, element);
}

template<class T>
void arrayList<T>::checkIndex(int theIndex) const
{// Verify that theIndex is between 0 and listSize - 1.
   if (theIndex < 0 || theIndex >= listSize)
   {ostringstream s;
    s << "index = " << theIndex << " size = " << listSize;
    throw illegalIndex(s.str());
   }

}

template<class T>
T& arrayList<T>::get(int theIndex) const
{// Return element whose index is theIndex.
 // Throw illegalIndex exception if no such element.
   checkIndex(theIndex);
   return element[theIndex];
}

template<class T>
int arrayList<T>::indexOf(const T& theElement) const
{// Return index of first occurrence of theElement.
 // Return -1 if theElement not in list.

   // search for theElement
   int theIndex = (int) (find(element, element + listSize, theElement)
                         - element);

   // check if theElement was found
   if (theIndex == listSize)
     // not found
     return -1;
   else return theIndex;
 }

template<class T>
void arrayList<T>::erase(int theIndex)
{// Delete the element whose index is theIndex.
 // Throw illegalIndex exception if no such element.
   checkIndex(theIndex);

   // valid index, shift elements with higher index
   copy(element + theIndex + 1, element + listSize,
                                element + theIndex);

   element[--listSize].~T(); // invoke destructor
}

template<class T>
void arrayList<T>::insert(int theIndex, const T& theElement)
{// Insert theElement so that its index is theIndex.
   if (theIndex < 0 || theIndex > listSize)
   {// invalid index
      ostringstream s;
      s << "index = " << theIndex << " size = " << listSize;
      throw illegalIndex(s.str());
   }

   // valid index, make sure we have space
   if (listSize == arrayLength)
      {// no space, double capacity
         changeLength1D(element, arrayLength, 2 * arrayLength);
         arrayLength *= 2;
      }

   // shift elements right one position
   copy_backward(element + theIndex, element + listSize,
                 element + listSize + 1);

   element[theIndex] = theElement;

   listSize++;
}

template<class T>
void arrayList<T>::output(ostream& out) const
{// Put the list into the stream out.
   copy(element, element + listSize, ostream_iterator<T>(cout, "  "));
}

// overload <<
template <class T>
ostream& operator<<(ostream& out, const arrayList<T>& x)
   {x.output(out); return out;}

#endif




<think>嗯,用户问的是如何在Java中初始化一个包含ArrayList的数组,还想要例子。首先,我需要回忆一下Java的数组和ArrayList的初始化方法。用户提到的参考引用里有关于二维ArrayList用固定大小数组的例子,可能涉及到如何声明和初始化数组中的每个元素为ArrayList。 首先,Java中数组的初始化通常使用new关键字,比如String[] arr = new String[5];。但如果是数组里存放ArrayList,每个元素都是一个ArrayList实例,这时候需要确保数组的每个位置都初始化了一个新的ArrayList。比如,ArrayList<Integer>[] arrayOfLists = new ArrayList[5];,这里只是创建了一个大小为5的数组,每个元素都是null,所以需要遍历数组并为每个位置new一个ArrayList。 用户可能需要具体的代码示例。比如,如何声明和初始化这样的数组。例如,ArrayList<String>[] lists = new ArrayList[3];,然后循环每个元素,lists[i] = new ArrayList<>();。这样每个数组元素都是一个空的ArrayList。 另外,要注意Java不允许泛型数组的创建,所以可能需要使用强制类型转换,或者更推荐使用List接口。比如,List<ArrayList<String>> list = new ArrayList<>();,但用户明确要求的是数组,所以可能需要用ArrayList[],但会有未经检查的警告。这时候应该建议用户使用@SuppressWarnings("unchecked")或者在循环中初始化每个元素。 还要考虑用户的实际应用场景。比如,这种结构可能用于图的邻接表表示,每个数组索引对应一个节点,其ArrayList存储相邻节点。或者用于多维度数据的分类存储。需要举一个实际的例子,比如初始化一个包含3个ArrayList的数组,每个ArrayList存放整数。 可能用户还会遇到问题,比如未正确初始化每个元素导致NullPointerException。所以代码示例中必须包括循环初始化的部分。例如: ArrayList<Integer>[] array = new ArrayList[5]; for (int i = 0; i < array.length; i++) { array[i] = new ArrayList<>(); } 这样每个元素都被正确初始化了。 另外,引用中的资料提到使用Arrays.setAll方法,这在Java 8及以上可能更方便,比如: ArrayList<Integer>[] array = new ArrayList[5]; Arrays.setAll(array, element -> new ArrayList<>()); 这样更简洁,但需要用户了解lambda表达式。 还要注意类型安全的问题,因为创建泛型数组在Java中会有警告,需要提醒用户这一点,并解释如何处理。比如使用@SuppressWarnings或者改用List<List<Type>>代替数组。 总结回答的结构应该是先说明如何声明,然后初始化每个元素,提供代码示例,解释用途,最后可能提到注意事项和替代方案。同时,根据用户提供的引用,可能还要结合已有的例子进行调整,确保正确引用相关材料。</think>在Java中初始化包含`ArrayList`的数组需要注意数组元素的逐个初始化,以下是具体方法和示例: --- ### 1. 声明与初始化步骤 #### (1) 声明数组 ```java ArrayList<String>[] arrayOfLists = new ArrayList[3]; // 创建长度为3的数组 ``` #### (2) 初始化每个元素 必须为每个数组位置单独创建`ArrayList`实例: ```java for (int i = 0; i < arrayOfLists.length; i++) { arrayOfLists[i] = new ArrayList<>(); // 每个元素初始化为空列表 } ``` --- ### 2. 完整示例代码 ```java import java.util.ArrayList; public class Main { public static void main(String[] args) { // 初始化包含3个ArrayList的数组 ArrayList<Integer>[] numberLists = new ArrayList[3]; for (int i = 0; i < numberLists.length; i++) { numberLists[i] = new ArrayList<>(); numberLists[i].add(i * 10); // 添加初始数据 } // 输出结果 System.out.println(numberLists[1]); // 输出: [10] } } ``` --- ### 3. 用途说明 这种结构常用于: - **多维数据分类存储**:如存储不同用户的购物车列表 - **图结构邻接表**:每个数组索引对应图节点,其`ArrayList`存储相邻节点 - **分桶处理数据**:如哈希表冲突解决时使用链地址法[^1] --- ### 4. 注意事项 - **泛型数组限制**:Java禁止直接创建泛型数组,需通过强制类型转换或使用`List<ArrayList<T>>`替代[^2] - **空指针风险**:未初始化的数组元素为`null`,直接操作会抛出`NullPointerException` - **Java 8+简化写法**: ```java Arrays.setAll(arrayOfLists, i -> new ArrayList<>()); // 使用lambda表达式初始化 ``` ---
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