集合及数据结构第五节————ArrayList的介绍和应用

news2024/11/15 16:20:48

系列文章目录

集合及数据结构第五节————ArrayList的介绍和应用

ArrayList的介绍和应用

  1. 什么是ArrayLis
  2. ArrayList使用
  3. 简单的洗牌算法
  4. 杨辉三角

文章目录

  • 系列文章目录
    • 集合及数据结构第五节————ArrayList的介绍和应用
  • ArrayList的介绍和应用
  • 一、ArrayList
    • 1.什么是ArrayList
      • 【说明】
    • 2.ArrayList使用( * * *
      • ArrayList的构造
      • ArrayList常见操作
      • ArrayList的遍历
      • ArrayList的扩容机制
  • 二、ArrayList的具体使用
    • 1.简单的洗牌算法 * * * )(3 2 :31:52)
        • 洗牌
        • 接牌
      • 作用域:
    • 2. 杨辉三角 ( * * * )(3 1 :45:00)


一、ArrayList

1.什么是ArrayList

在集合框架中,ArrayList是一个普通的类,实现了List接口,具体框架图如下:
在这里插入图片描述

【说明】

  1. ArrayList是以泛型方式实现的,使用时必须要先实例化
  2. ArrayList实现了RandomAccess接口,表明ArrayList支持随机访问
  3. ArrayList实现了Cloneable接口,表明ArrayList是可以clone的
  4. ArrayList实现了Serializable接口,表明ArrayList是支持序列化的
  5. 和Vector不同,ArrayList不是线程安全的,在单线程下可以使用,在多线程中可以选择Vector或者CopyOnWriteArrayList
  6. ArrayList底层是一段连续的空间,并且可以动态扩容,是一个动态类型的顺序表

2.ArrayList使用( * * *

ArrayList的构造

在这里插入图片描述

ublic static void main(String[] args) {
         // ArrayList创建,推荐写法
// 构造一个空的列表
         ArrayList<Integer> list1 = new ArrayList<>();
// 构造一个具有10个容量的列表
         ArrayList<Integer> list2 = new ArrayList<>(10);
         list2.add(1);
         list2.add(2);
         list2.add(3);
         list2.add(0,56);
// list2.add("hello"); // 编译失败,List<Integer>已经限定了,list2中只能存储整形元素
// list3构造好之后,与list中的元素一致
         for (int i = 0; i < list2.size(); i++) {//通过循环遍历数组
             System.out.print(list2.get(i) + " "); 
         }
         System.out.println();

         ArrayList<Integer> list3 = new ArrayList<>(list2);
// 避免省略类型,否则:任意类型的元素都可以存放,使用时将是一场灾难
         ArrayList list4 = new ArrayList();
         list4.add("111");
         list4.add(100);
         System.out.println(list4);//通过重写的toString方法(继承父类的)打印list4;
    }

在这里插入图片描述

ArrayList常见操作

ArrayList虽然提供的方法比较多,但是常用方法如下所示:

方法解释
boolean add(E e)尾插 e
void add(int index, E element)将 e 插入到 index 位置
boolean addAll(Collection<? extends E> c)尾插 c 中的元素
E remove(int index)删除 index 位置元素
boolean remove(Object o)删除遇到的第一个 o
E get(int index)获取下标 index 位置元素
E set(int index, E element)将下标 index 位置元素设置为 element
void clear()清空
boolean contains(Object o)判断 o 是否在线性表中
int indexOf(Object o)返回第一个 o 所在下标
int lastIndexOf(Object o)返回最后一个 o 的下标
List< E > subList(int fromIndex, int toIndex)截取部分 list

(? extends E)是指 :?是不是E本身或者E的子类

首先先创建一个Sting类型的顺序表并存入一些书籍,并打印一下

ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("《三国演义》");
        list.add("《水浒传》");
        list.add("《西游记》");
        list.add("《红楼梦》");
        System.out.println(list);

在这里插入图片描述


将list中的元素全部尾插到list1中

        ArrayList<String> list1 = new ArrayList<>();
        list1.add("《三字经》");
        list1.addAll(list);
        System.out.println(list1);

在这里插入图片描述


获取list中有效元素个数

System.out.println(list.size());

在这里插入图片描述


获取和设置index位置上的元素,注意index必须介于[0, size)间

        System.out.println(list.get(1));
        list.set(1, "《论语》");
        System.out.println(list.get(1));

在这里插入图片描述


在list的index位置插入指定元素,index及后续的元素统一往后搬移一个位置

        list.add(1, "《Java数据结构》");
        System.out.println(list);

在这里插入图片描述


删除指定元素,找到了就删除,该元素之后的元素统一往前搬移一个位置

        list.remove("《西游记》");
        System.out.println(list);

在这里插入图片描述


删除list中index位置上的元素,注意index不要超过list中有效元素个数,否则会抛出下标越界异常

        list.remove(list.size()-1);
        System.out.println(list);

在这里插入图片描述


检测list中是否包含指定元素,包含返回true,否则返回false

System.out.println(list.contains("《测试书籍》"));

在这里插入图片描述


查找指定元素第一次出现的位置:indexOf从前往后找,lastIndexOf从后往前找

list.add("《JavaSE》");
        System.out.println(list.indexOf("《JavaSE》"));
        System.out.println(list.lastIndexOf("《JavaSE》"));

在这里插入图片描述


使用list中[1, 4)之间的元素构成一个新的SubList返回。

        List<String> ret = list.subList(1,4);
        System.out.println(ret);

在这里插入图片描述

但是和ArrayList共用一个elementData数组(SubList截取不是产生一个新的对象,而是直接让ret指向list中[1,4)的元素。)

        ret.set(0,"《鬼谷子》");
        System.out.println(list);
        System.out.println(ret);

在这里插入图片描述


清空顺序表中的元素

        list.clear();
        System.out.println(list.size());

在这里插入图片描述

完整代码

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

public class Test  {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("《三国演义》");
        list.add("《水浒传》");
        list.add("《西游记》");
        list.add("《红楼梦》");
        System.out.println(list);


// 获取list中有效元素个数
        System.out.println(list.size());

// 获取和设置index位置上的元素,注意index必须介于[0, size)间
        System.out.println(list.get(1));
        list.set(1, "《水浒传》");
        System.out.println(list.get(1));

// 在list的index位置插入指定元素,index及后续的元素统一往后搬移一个位置
        list.add(1, "《Java数据结构》");
        System.out.println(list);

// 删除指定元素,找到了就删除,该元素之后的元素统一往前搬移一个位置
        list.remove("《西游记》");
        System.out.println(list);

// 删除list中index位置上的元素,注意index不要超过list中有效元素个数,否则会抛出下标越界异常
        list.remove(list.size()-1);
        System.out.println(list);

        // 检测list中是否包含指定元素,包含返回true,否则返回false
        if(list.contains("《测试书籍》")){
            list.add("《测试书籍》");
        }

     //查找指定元素第一次出现的位置:indexOf从前往后找,lastIndexOf从后往前找
        list.add("《JavaSE》");
        System.out.println(list.indexOf("《JavaSE》"));
        System.out.println(list.lastIndexOf("《JavaSE》"));
        
// 使用list中[1, 4)之间的元素构成一个新的SubList返回,但是和ArrayList共用一个elementData数组
        List<String> ret = list.subList(1,4);
        System.out.println(ret);

        list.clear();
        System.out.println(list.size());
    }
}

在这里插入图片描述

第一次使用Add方法时,会分配大小为10的内存

ArrayList的遍历

ArrayList 可以使用三方方式遍历:for循环+下标、foreach、使用迭代器

public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(1);
        list.add(2);
        list.add(3);
        list.add(4);
        list.add(5);
// 使用下标+for遍历
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            System.out.print(list.get(i) + " ");
        }
        System.out.println();
// 借助foreach遍历
        for (Integer x : list) {
            System.out.print(x+ " ");
        }
        System.out.println();

        //使用迭代器
        //要导入包-----》import java.util.Iterator;
        Iterator<Integer> it = list.listIterator();
        while (it.hasNext()) {
            System.out.print(it.next() + " ");
        }
    }

在这里插入图片描述
注意:

  1. ArrayList最长使用的遍历方式是:for循环+下标 以及 foreach
  2. 迭代器是设计模式的一种。

ArrayList的扩容机制

下面代码有缺陷吗?为什么?

public static void main(String[] args) {
	List<Integer> list = new ArrayList<>();
	for (int i = 0; i < 100; i++) {
	list.add(i);
    }
}

ArrayList是一个动态类型的顺序表,即:在插入元素的过程中会自动扩容。以下是ArrayList源码中扩容方式:

Object[] elementData; // 存放元素的空间
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {}; // 默认空间
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10; // 默认容量大小
public boolean add(E e) {
	ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
	elementData[size++] = e;
	return true;
}
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
	ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
}
private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
	if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
	return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
} 
return minCapacity;
}
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
	modCount++;
// overflow-conscious code
if (minCapacity - elementData.length > 0)
	grow(minCapacity);
}
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
private void grow(int minCapacity) {
	// 获取旧空间大小
	int oldCapacity = elementData.length;
	// 预计按照1.5倍方式扩容
	int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
	// 如果用户需要扩容大小 超过 原空间1.5倍,按照用户所需大小扩容
	if (newCapacity - minCapacity < 0)
	newCapacity = minCapacity;
	// 如果需要扩容大小超过MAX_ARRAY_SIZE,重新计算容量大小
	if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
	newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
	// 调用copyOf扩容
	elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
	}
	private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
	// 如果minCapacity小于0,抛出OutOfMemoryError异常
	if (minCapacity < 0)
	throw new OutOfMemoryError();
	return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ? Integer.MAX_VALUE : MAX_ARRAY_SIZE;
}

【总结】

  1. 检测是否真正需要扩容,如果是调用grow准备扩容
  2. 预估需要库容的大小
  • 初步预估按照1.5倍大小扩容
  • 如果用户所需大小超过预估1.5倍大小,则按照用户所需大小扩容
  • 真正扩容之前检测是否能扩容成功,防止太大导致扩容失败
  1. 使用copyOf进行扩容

二、ArrayList的具体使用

1.简单的洗牌算法 * * * )(3 2 :31:52)

首先建立一个Card类用于描述我们的扑克

public class Card {
    private String suit; //花色
    private int rank;//数字

    public Card(String suit, int rank) {
        this.suit = suit;
        this.rank = rank;
    }

    public String getSuit() {
        return suit;
    }

    public int getRank() {
        return rank;
    }

    public void setSuit(String suit) {
        this.suit = suit;
    }

    public void setRank(int rank) {
        this.rank = rank;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "花色" + suit + "数字" + rank;
    }
}

洗牌

接下来需要买一副牌,其实也就是对我们的牌进行初始化
一共四个花色,每一种花色对应13张牌

private  void swap(List<Card> cardList,int random, int i){// subscript下标的数据与 i 下标的数据进行交换
        Card temp = cardList. get(i);
        cardList.set(i,cardList.get(random));
        cardList.set(random,temp);
    }


    public void shuffle(List<Card> cardList){
        //生成随机数
      Random random = new Random();

        for (int i = cardList.size()-1; i > 0 ; i--) {
            int subscript = random.nextInt(i);
            // subscript下标的数据与 i 下标的数据进行交换
            swap(cardList,i,subscript);
        }
    }
接牌

三个人轮流摸牌,这里采用二维数组的思想来实现,也就是List里面的元素是List
摸一张牌,排队里就少一张牌,这里操作起来非常简单,只需要将牌堆deck的0下标进行删除就好
使用E remove(int index)删除当前下标的元素,并返回该元素,将该元素添加到每一位玩家的手中

  public void  getCard(List<Card> cardList){

        List<List<Card>> players = new ArrayList<>();

        List<Card> player1 = new ArrayList<>();
        List<Card> player2 = new ArrayList<>();
        List<Card> player3 = new ArrayList<>();

        players.add(player1);
        players.add(player2);
        players.add(player3);
        //3个人轮流接5张牌
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            //j代表玩家
            for (int j = 0; j < 3; j++) {
                Card card = cardList.remove(0);
                players.get(j).add(card);
            }
        }
        System.out.println("第一个玩家的牌:");
        System.out.println(player1);
        System.out.println("第二个玩家的牌:");
        System.out.println(player2);
        System.out.println("第三个玩家的牌:");
        System.out.println(player3);

        System.out.println("剩下的牌");
        System.out.println(cardList);
    }

Test类

package card;
import java.util.List;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        CardDemo cardDemo = new CardDemo();
        List<Card> cardList =  cardDemo.buyCard();
        System.out.println("买的牌如下");
        System.out.println(cardList);

        System.out.println("洗牌");
        cardDemo.shuffle(cardList);
        System.out.println(cardList);

        System.out.println("接牌");
        cardDemo.getCard(cardList);

    }
}

在这里插入图片描述

作用域:

2. 杨辉三角 ( * * * )(3 1 :45:00)

给定一个非负整数 numRows,生成「杨辉三角」的前 numRows 行。

在「杨辉三角」中,每个数是它左上方和右上方的数的和。
在这里插入图片描述

示例 1:

输入: numRows = 5
输出: [[1],[1,1],[1,2,1],[1,3,3,1],[1,4,6,4,1]]
示例 2:

输入: numRows = 1
输出: [[1]]

提示:

1 <= numRows <= 30

在这里插入图片描述
通过观察我们发现,杨辉三角的第一位总是1,并且每一行的最后一个与第一个都为1;其余的等于上面一行的两个数相加

    public List<List<Integer>> generate(int numRows) {//<List<Integer>>表示二维数组

        List<List<Integer>> ret = new ArrayList<>();//创建一个二维数组

//1. 处理第一行
        List<Integer> List = new ArrayList<>();//二维数组的列
        List.add(1);//第一行的第一列是1
        ret.add(List);//ret指向list

        //2.第一行只有一个1,从第二行开始计算每一列的数据
        for(int i = 1;i < numRows ;i++){

            //3.先准备当前行数据
            List<Integer> curRow = new  ArrayList<>();//当前行
            //4.准备当前行的第一个数据
            curRow.add(1);//每一行的第一个元素都是1

            //5.准备当前行的中间数据
            List<Integer> prevRow = ret.get(i-1);//获取上一行的元素
            for(int j = 1;j < i ; j++){//从下标1的元素开始计算 
            int value = prevRow.get(j) + prevRow.get(j - 1);//该元素等于上一行中当前列与上一列的和
            curRow.add(value);//将算出的该元素的值放到当前行对应下标处
            }

            //6.准备当前行的最后一个数据
            curRow.add(1);//每一行最后一个元素也是1

            //7.将当前行放进二维数组对应的行中
            ret.add(curRow);
        }
        return ret;
    }

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今早起床了 看镜子里的我 忽然发现我发型睡得有点kuso 一点点改变&#xff0c;有很大的差别 你我的力量也能改变世界 最近比较烦 最近情绪很down 每天看新闻都会很想大声尖叫 但脏话没用 大家只会嫌凶 我改变自己发现大有不同 新一代的朋友我们好好地加油 大家一起大…

QT:QWebEngineView基本使用

QWebEngineView介绍 添加库 QT core gui webenginewidgets出现问题 解决 提升类 Widget::Widget(QWidget *parent): QWidget(parent), ui(new Ui::Widget) {ui->setupUi(this);//ui->web_widget->load(QUrl("http://www.baidu.com"));ui->…

Rimworld边缘世界使用服务器开服联机教程

订阅联机模组RimWorld Together (MULTIPLAYER)&#xff08;百度莱卡云&#xff09; 打开创意工坊搜索RimWorld Together (MULTIPLAYER) 订阅联机模组与它的依赖模组 打开游戏➡点击Mod配置 双击左边灰色的模组&#xff0c;到右边启用 还需要排一下顺序&#xff0c;顺序不对会…