201521123064 《Java程序设计》第7周学习总结

1. 本章学习总结

以你喜欢的方式（思维导图或其他）归纳总结集合相关内容。

参考资料:

XMind

2. 书面作业

• Q1：ArrayList代码分析
• 1.1 解释ArrayList的contains源代码

答：贴一下ArrayList的contains源代码：

    public boolean contains(Object o) {
        return indexOf(o) >= 0;
      }
    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;
    }
可见，如果对象为null的话，则比较列表中是否含有null元素，对象不为null的话，则比较列表中是否含有该元素。如果含有该对象，则返回true。

来呀顺便看一下JDK的解释：

• 1.2 解释E remove(int index)源代码

答：贴一下E remove(int index)源代码：

    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;           //关键的一句
        return oldValue;
    }
    private void rangeCheck(int index) {
        if (index >= size)
            throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
    }

先判断所要删除的位置是否超出了数组大小：若超出，则抛出异常；若未超出，则删除该位置的元素（类似数组查找元素），并将该位置之后的元素逐一往前移。最后：elementData[--size] = null;这句话很关键，把最后空出来的位置给置为null。

来呀再看一下JDK的解释：

• 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？

答：不需要。ArrayList存储的数据都是Object类，Object是所有数据类型的父类，1.1和1.2的源码里也没有对ArrayList存储数据具体的类型定义，所以不需要考虑。

• 1.4 分析add源代码，回答当内部数组容量不够时，怎么办？

答：贴一下add源代码：

    public boolean add(E e) {
        ensureCapacityInternal(size + 1);         //判断当前集合中是否有足够的空间
        elementData[size++] = e;
        return true;
    }
    private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
        if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
            minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
        }
        ensureExplicitCapacity(minCapacity);
    }
        modCount++;
        if (minCapacity - elementData.length > 0)
            grow(minCapacity);
    }
    private void grow(int minCapacity) {
        int oldCapacity = elementData.length;
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);     //增加原来容量的一半，也就是扩容1.5倍
        if (newCapacity - minCapacity < 0)              //判断新容量是否足够
            newCapacity = minCapacity;
        if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)           //判断新容量是否超过最大限制
            newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);    //将原数组的值存入新数组，并指向新数组
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
    }

参考：http://www.oschina.net/question/565065_78780

• 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?

答：private void rangeCheck(int index)源代码:

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

使用private声明，说明该方法只对同包的类和继承该类的子孙类可见。不用public作声明，是因为没有必要对外部可见。rangeCheck方法用于判断是否超出容量范围，无返回值，假如超出范围了则直接抛出异常。

• 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通过哈希表（链表＋数组）的存储形式得以实现。

当集合中需要添加一个元素时，HashSet会先调用hashCode()方法得到该元素的哈希值，根据该值确定决定该对象在表中应存放的位置。如果表中已有其他元素，则调用equals()方法与数组中已有的元素进行比较。若比较的结果为false，则将对象插入数组中；若比较结果为真，则用新值替换旧值。

• 2.2 选做：尝试分析HashSet源代码后，重新解释1.1

答：HashSet源代码如下：

        public class HashSet<E>
        extends AbstractSet<E>
        implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable
        {
            static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L;
            private transient HashMap<E,Object> map;
            private static final Object PRESENT = new Object();
            public HashSet() {
            map = new HashMap<E,Object>();
        }
        public HashSet(Collection<? extends E> c) {
            map = new HashMap<E,Object>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
            addAll(c);
        }
        public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
            map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor);
        }
        public HashSet(int initialCapacity) {
            map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity);
        }
        HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
            map = new LinkedHashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor);
        }
        public Iterator<E> iterator() {
            return map.keySet().iterator();
        }
        public int size() {
            return map.size();
        }
        public boolean isEmpty() {
            return map.isEmpty();
        }
        public boolean contains(Object o) {
            return map.containsKey(o);
        }
        public boolean add(E e) {
            return map.put(e, PRESENT)==null;
        }
        public boolean remove(Object o) {
            return map.remove(o)==PRESENT;
        }
        public void clear() {
            map.clear();
        }
        public Object clone() {
            try {
                HashSet<E> newSet = (HashSet<E>) super.clone();
                newSet.map = (HashMap<E, Object>) map.clone();
                return newSet;
            } catch (CloneNotSupportedException e) {
                throw new InternalError();
            }
        }
    }

> 同2.1，当从HashSet集合中查找某个对象时，先调用hashCode()方法得到该元素的哈希值，根据该值确定决定该对象在表中应存放的位置。如果表中已有其他元素，则调用equals()方法与数组中已有的元素进行比较。
参考：[Java中Set的contains()方法][2]

• Q3：ArrayListIntegerStack
  
  题集jmu-Java-05-集合之5-1 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)

答：编写ArrayListIntegerStack相较于ArrayIntegerStack更为简单。

① ArrayListIntegerStack是用ArrayList来实现栈。ArrayList实际就是长度可变的数组，以它所实现的栈不用考虑栈满的情况，因为ArrayList可以自动扩容。

② ArrayIntegerStack是用数组来实现栈。需要考虑栈满的情况，在一开始便须设定栈的深度，并设定一个top指针，根据出栈入栈的情况移动top指针。

• 3.2 简单描述接口的好处.

答：就此题而言，ArrayListIntegerStack和ArrayIntegerStack都接入一个接口，就是下面这个！

    interface IntegerStack {
    	public Integer push(Integer item);
    	public Integer pop();
    	public Integer peek();
    	public boolean empty();
    	public int size();
    }

二者都有相同的方法，但是各自却有不同是实现，充分体现了多态性。

接口的好处也体现于此：接入同一个接口，完成同一功能，不考虑其具体的实现方法。

参考：java 接口的作用和好处

• 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。

答：代码如下！

    import java.util.ArrayList;
    import java.util.List;
    import java.util.Scanner;

    public class Main201521123064 {

    	public static void main(String[] args) {
    		Scanner sc = new Scanner(System.in);
    		ArrayListCharacterStack list = new ArrayListCharacterStack();
    		while(sc.hasNextLine()){
    			String str = sc.nextLine();
    			char[] arr = str.toCharArray();
    			for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
    				list.push(arr[i]);
    			}
    			for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
    				if(arr[i] != list.pop()) {
    					System.out.println("不是回文");
    					break;
    				}
    			}
    			if(list.empty()){
    				System.out.println("是回文");
    			}
    		}
    	}
    }

    // 自定义一个栈类（只含有push、pop、empty方法）
    class ArrayListCharacterStack implements CharacterStack {
    	private List<Character> list;

    	public ArrayListCharacterStack() {
    		list = new ArrayList<Character>();
    	}

    	@Override
    	public Character push(Character item) {
    		if (item == null)
    			return null;
    		list.add(item);
    		return item;
    	}

    	@Override
    	public Character pop() {
    		if (list.isEmpty())
    			return null;
    		return list.remove(list.size() - 1);
    	}

    	@Override
    	public boolean empty() {
    		if (list.isEmpty())
    			return true;
    		return false;
    	}
    }

    interface CharacterStack {               // CharacterStack接口
    	public Character push(Character item);
    	public Character pop();
    	public boolean empty();
    }

> 运行结果：![](http://images2015.cnblogs.com/blog/1109980/201704/1109980-20170408202058269-1423010045.png)

• 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)

答：定义A、B两个奇偶队列，并排队：

	Queue<Integer> A = new LinkedList<Integer>();
	Queue<Integer> B = new LinkedList<Integer>();
	for (int i = 0; i < N; i++) {
		int x = sc.nextInt();
		if (x % 2 == 1) {
			A.offer(x);
		} else {
			B.offer(x);
		}
	}

然后我又定义了一个C队列，按照完成顺序并优先考虑A窗口进行排队：

	Queue<Integer> C = new LinkedList<Integer>();
	while (!A.isEmpty() || !B.isEmpty()) {
		if(!A.isEmpty()) C.offer(A.poll());
		if(!A.isEmpty()) C.offer(A.poll());
		if(!B.isEmpty()) C.offer(B.poll());
	}

输出的时候考虑一下最后一个后面不要有空格啊就可以了。

• 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
  
  题集jmu-Java-05-集合之5-2 统计文字中的单词数量并按单词的字母顺序排序后输出 (不要出现大段代码)

答：题目要求最后按照字母顺序输出，并且TreeSet具有自动排序功能，所以我在这题选用了TreeSet进行定义。

	TreeSet<String> set = new TreeSet<String>();

然后在while循环里进行判断，如果输入为“!!!!!”时则跳出循环，否则将元素加入到集合中。

输出时，我将集合转为数组，这里用到了toArray方法。

	String[] strs = new String[set.size()];
	set.toArray(strs);
	for (int i = 0; i < 10 && i < strs.length; i++) {
		System.out.println(strs[i]);

• Q7：面向对象设计大作业-改进
• 7.1 完善图形界面(说明与上次作业相比增加与修改了些什么)

答：与上次作业相比，加入了表格。能够使得界面更加美观，如图：





和小伙伴的博客链接：

郭炜埕	姚佳希
郭炜埕的博客链接	姚佳希的博客链接

3. 码云上代码提交记录及PTA实验总结

题目集：jmu-Java-05-集合

3.1. 码云代码提交记录

3.2. PTA实验

编程(5-1, 5-2, 5-3(选做), 5-6)

实验总结已经在作业中体现，不用写。