201521123014 《Java程序设计》第7周学习总结-优快云博客

本文深入探讨了Java集合框架中的ArrayList和HashSet的工作原理，包括ArrayList的contains和remove方法的源代码分析，以及HashSet如何确定存储位置。同时，还对比了ArrayList和数组实现的栈结构，并介绍了接口带来的好处。

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201521123014 《Java程序设计》第7周学习总结

1. 本周学习总结

2. 书面作业

Q1 ArrayList代码分析

1.1 解释ArrayList的`contains`源代码

先看看contains的源代码：

 public boolean contains(Object o) {
        return indexOf(o) >= 0;
    }

    /**
     * Returns the index of the first occurrence of the specified element
     * in this list, or -1 if this list does not contain the element.
     * More formally, returns the lowest index <tt>i</tt> such that
     * <tt>(o==null&nbsp;?&nbsp;get(i)==null&nbsp;:&nbsp;o.equals(get(i)))</tt>,
     * or -1 if there is no such index.
     */
    public int indexOf(Object o) {
        if (o == null) {
            for (int i = 0; i < size; i++)
                if (elementData[i]==null)
                    return i;
        } else {
            for (int i = 0; i < size; i++)
                if (o.equals(elementData[i]))
                    return i;
        }
        return -1;
    }

ArrayList的contains方法返回的是布尔型。传入的参数是object型，从indexOf中可以看到如果传入的是null因为null调用equals会报错。所以如果找到了，就直接返回，找不到跳出循环外面，就返回-1，标记为没找到，那么contains()方法也会直接返回false。

1.2 解释`E remove(int index)`源代码

//remove代码
public E remove(int index) {
    rangeCheck(index);

    modCount++;
    E oldValue = elementData(index);

    int numMoved = size - index - 1;
    if (numMoved > 0)
        System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                         numMoved);
    elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work

    return oldValue;
}


//rangeCheck代码
private void rangeCheck(int index) {
    if (index >= size)
        throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}

rangeCheck中先判断传入的数值是否越界，如果越界则报错。如果没有越界，则将对应下标的元素取出来，然后下标之后的元素全部往前一位，最后一位变为NULL，size再减一然后返回被删除的元素。

1.3 结合1.1与1.2，回答ArrayList存储数据时需要考虑元素的类型吗？

ArrayList中的方法中参数的类型都是Object类，Object类又是所有类的父类，所以不需要考虑元素的类型。

1.4 分析add源代码，回答当内部数组容量不够时，怎么办？

public boolean add(E e) {
    ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
    elementData[size++] = e;
    return true;
}

private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
    if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
        minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
    }

    ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}

private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
    modCount++;

    // overflow-conscious code
    if (minCapacity - elementData.length > 0)
        grow(minCapacity);
}

private void grow(int minCapacity) {
    // overflow-conscious code
    int oldCapacity = elementData.length;
    int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
    if (newCapacity - minCapacity < 0)
        newCapacity = minCapacity;
    if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
        newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
    // minCapacity is usually close to size, so this is a win:
    elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}

private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
    if (minCapacity < 0) // overflow
        throw new OutOfMemoryError();
    return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
        Integer.MAX_VALUE :
        MAX_ARRAY_SIZE;
}

首先要确保内部容量是size + 1。如果elementData是默认长度的空数组的话，那么就确保数组容量是传入参数和默认长度的最大值，也就是说这边至少开大小为10的数组。modCount自增。如果需要的容量比现有数组长度要大的话，就调用grow()方法。最后扩容然后确定了新的容量，使用Arrays.copyOf()方法来生成新的数组，将原来的数据拷贝到新数组中去。

1.5 分析`private void rangeCheck(int index)`源代码，为什么该方法应该声明为private而不声明为public?

private void rangeCheck(int index) {
    if (index >= size)
        throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}

因为用户并不用知道remov操作到底发生了什么，确保java的封装性。

Q2 HashSet原理

2.1 将元素加入HashSet(散列集)中，其存储位置如何确定?需要调用那些方法？

答：HashSet的特点：元素排列没有顺序为基本操作提供常数时间性能--o(1)、没有提供同步机制(不适合用于多线程环境)、后台使用HashMap实现、加入HashSet中的类应该覆写equals()与hashCode(),保证这两个方法返回的结果一致。可以这样定义Set<> set = new HashSet<>();

Q3 ArrayListIntegerStack

3.1 比较自己写的ArrayListIntegerStack与自己在题集jmu-Java-04-面向对象2-进阶-多态、接口与内部类中的题目5-3自定义接口ArrayIntegerStack，有什么不同？(不要出现大段代码)

ArrayListIntegerStack是用ArrayList来实现栈，ArrayIntegerStack是用Integer数组来实现栈。
ArrayIntegerStack容量有限会出现栈满的情况，ArrayListIntegerStack不存在栈满的情况。
ArrayIntegerStack需要定义一个Top来入栈出栈，而ArrayListIntegerStack则不需要，直接用里面已有的方法就能实现入栈出栈。

3.2 简单描述接口的好处.

ArrayIntegerStack,，ArrayListIntegerStack都实现了IntegerStack接口。这样做的好处就是我可以使用一个接口来操作不同的类，使用相同的方法。接口可以为以后程序的扩展性提供基础。一定程度保证了代码的安全性。让代码看起来简单规范。如果一个项目比较庞大，那么就需要一个能理清所有业务的架构师来定义一些主要的接口，这些接口不仅告诉开发人员你需要实现那些业务，而且也将命名规范限制住了（防止一些开发人员随便命名导致别的程序员无法看明白）。

Q4 Stack and Queue

4.1 编写函数判断一个给定字符串是否是回文，一定要使用栈，但不能使用java的Stack类（具体原因自己搜索）。请粘贴你的代码，类名为Main你的学号。

import java.util.LinkedList;

public class Main201521123014 {
    public static void main(String[] args) {
        Stack<Character> stack = new Stack<Character>();
        String str = "12321";
        // String str = "123456";

        for (int i = 0; i < str.length(); i++) {
            stack.push(str.charAt(i));
        }
        boolean flag = true;
        for (int i = 0; i < str.length(); i++) {
            if (stack.pop() != str.charAt(i)) {
                flag = false;
                break;
            }
        }

        if (flag) {
            System.out.println("yes");
        } else {
            System.out.println("no");
        }
    }
}

class Stack<E> {
    private LinkedList<E> stack = new LinkedList<E>();

    public void push(E o) {
        stack.addFirst(o);
    }

    public E peek() {
        return stack.getFirst();
    }

    public E pop() {
        return stack.removeFirst();
    }

    public boolean empty() {
        return stack.isEmpty();
    }

    public String toString() {
        return stack.toString();
    }
}

将字符串全部入栈，再一个个出栈与原字符串比较，如果没有出现不同的，就是回文串，否则不是。如果是空串，也是返回yes。

4.2 题集jmu-Java-05-集合之5-6 银行业务队列简单模拟。(不要出现大段代码)

Queue<Integer> A=new LinkedList<Integer>();
Queue<Integer> B=new LinkedList<Integer>();

定义两个窗口。

for(i=0;i<n;i++){
    x=sc.nextInt();
    if(x%2==1) A.add(x);//奇数A窗口
    else B.add(x);//偶数B窗口
}

入队

while (!A.isEmpty() && !B.isEmpty()) {

            System.out.print(A.poll() + " ");
            if (!A.isEmpty()) {
                System.out.print(A.poll() + " ");
            }
            System.out.print(B.poll() + " ");
        }

        while (!A.isEmpty()&&B.isEmpty())

        {
            if(A.size()==1)
            System.out.print(A.poll());
            else System.out.print(A.poll()+" ");
        }
        while (A.isEmpty()&&!B.isEmpty()) {
            if(B.size()==1)
                System.out.print(B.poll());
                else System.out.print(B.poll()+" ");
        }

当两队不为空时 A出两次队，B出一次。然后再将非空的队全部输出。PTA上答案正确。

Q5 统计文字中的单词数量并按单词的字母顺序排序后输出

5.1 实验总结

        Set<String> str = new TreeSet<String>();
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        while (sc.hasNext()) {
            String s = sc.next();
            if (!s.equals("!!!!!"))
                str.add(s);
            else
                break;
        }
        System.out.println(str.size());
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println(str.toArray()[i]);
        }

使用 TreeSet，它具有自动排序功能。题目只要求10个单词所以最好要加上str.toArray()[i]；PTA提交正确。