201621123010《Java程序设计》第8周学习总结

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1. 本周学习总结

以你喜欢的方式（思维导图或其他）归纳总结集合相关内容。

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2. 书面作业

1. ArrayList代码分析

　1.1 解释ArrayList的contains源代码

答：如图，可见contains方法内部调用了indexOf方法，而indexOf方法内部又使用了equals方法将传入的参数与动态数组元素逐一比较判断是否相同，相同则返回相同时数组元素的下标，所以contains方法本质上就是使用了equals方法。

　1.2 解释E remove(int index)源代码

答：由图，remove方法执行起始先调用了rangeCheck方法，该方法当传入的下标值大于要进行操作的动态数组的长度时，抛出报错信息IndexOutOfBoundsException，否则继续执行remove方法的下一段代码。numMoved用于记录需要左移的元素的个数，其中左移时使用的是System.arraycopy方法。

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

答：不需要考虑，因为数组中存放的元素为Object类，而Object类是超级父类，是所有类的父类。

　1.4 分析add源代码，回答当内部数组容量不够时，怎么办？

答：当内部数组容量不够时，数组会自行判断进行扩容。
由源代码截图可以看出，add方法内部调用了其他的方法，其他方法也是逐层调用了另外的方法，较为关键的是grow方法，grow方法内部定义了两个变量oldCapacity与newCapacity，前者用于记录数组原本的容量，后者为数组新的容量，其中newCapacity在赋值上等于oldCapacity + (oldCapacity >> 1)，如果此时新的容量还小于传入的参数minCapacity，则修改newCapacity的值为minCapacity,如果newCapacity大于MAX_ARRAY_SIZE（MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8），则调用hugeCapacity判断是否继续修改容量为Integer.MAX_VALUE，当然一般是用不到这么大的数组容量的。计算好新数组的容量长度应为多大后，执行elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);语句为数组设置新的长度。

　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：rangeCheck方法是系统内部用于判断传入的下标参数是否超过了数组的长度，由此决定是否抛出IndexOutOfBoundsException的报错信息，该方法执行的内容只用于其他方法执行时所依赖的判断条件之一，使用者无需知道也无需调用该方法，所以应修饰为private。

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2. 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：存储位置通过调用hashCode方法计算出其存储位置。
存储元素时，先调用hashCode方法计算出其存储位置，若此时该位置为空，则直接存入，若该位置不为空，调用equals方法判断当前该位置的元素属性是否与将要传入的元素一致，一致则放弃传入（符合Set不能存放相同的元素的基本规则），不一致则应该是使用类似哈希表的解决冲突方法（开放地址法：1.线性探查法 2.平方探查法 或拉链法）来解决冲突问题。

　2.2 将元素加入HashSet中的时间复杂度是多少？是O(n)吗？(n为HashSet中已有元素个数)

答：应是O(1)。将元素放入HashSet中，一般只要直接调用一次hashCode方法便可以直接得到该元素的存放位置，不需要进行多次计算。

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3. ArrayListIntegerStack

题集jmu-Java-05-集合之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自定义接口ArrayIntegerStack，有什么不同？(不要出现大段代码)

答：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自定义接口ArrayIntegerStack中，内部实现栈方法主要是利用了数组与top指针来实现进栈出栈等操作。使用数组实现内部操作时，由于数组是定长的，因此存在栈满的条件，也就是说，使用ArrayList来实现栈的内部操作时，由于ArrayList的长度可变性，此时的栈则不存在栈满这一情况。此外相比于数组来说，感觉ArrayList在实现出栈操作时更具有优势一些，数组上真正实现元素的删除相比于ArrayList来说还是较为复杂的，ArrayList中仅需调用remove方法即可一步实现出栈操作，感觉还是比较便捷的。

　3.2 结合该题简单描述接口的好处，需以3.1为例详细说明，不可泛泛而谈。

答：由3.1来看，内部实现方法不同的两种栈各有其各自的优缺点，因而在实际运用过程中，若希望这两种都能被使用到，那么就可以通过创建接口对两种栈的内部方法进行统一的定义。定义后两种栈同时实现该接口后，便可以各自编写自己的内部实现方法，互不影响互不干扰，使用者只需要在调用的时候标明使用的是哪种栈即可。另外，由于实现了接口，两种栈内部方法名及参数完全一致，仅实例化栈时的类名不同，若使用者想要更改具体的实现方法时，不需要修改大段的代码，只需要修改实例化栈的那一句代码即可，提高了效率，降低了工作量。

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4. 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(请利用Java集合中已有的类)，但不能使用java的Stack类（具体原因自己搜索）与数组。请粘贴你的代码，类名为Main你的学号。

栈功能的编写：

主函数及回文测试

　4.2 题集jmu-Java-05-集合之银行业务队列简单模拟(只粘贴关键代码)。请务必使用Queue接口，并说明你使用了Queue接口的哪一个实现类？

答：使用了LinkedList这一实现类，由于LinkedList在实现过程中采用的是链表，且包含了addFirst()、addLast()、getFirst()、getLast()、removeFirst()、removeLast()等方法，比较符合栈和队列的操作，因而在实现栈、队列、双向队列都具有不错的效果。

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5. 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 (作业中不要出现大段代码)

5.1 实验总结

答：本题中由于要求统计的是出现的不同单词的个数，因而在统计时，判断到相同的单词便可以不作处理，因而使用Set最为合适。另外由于需对所有村放入Set中的单词按字母顺序排序后输出，因而便具体到使用具有排序功能的TreeSet来进行本题的解决。

6. 选做：统计文字中的单词数量并按出现次数排序

题集jmu-Java-05-集合之5-3统计文字中的单词数量并按出现次数排序(不要出现大段代码)

6.1 伪代码

1. 新建Map对象，将文章中单词一一取出；
2. 判断Map中是否已包含单词，如未包含，则存入该单词，赋Value值为1，如已包含，则将Map中该单词的Value值加1；
3. 文章读取完毕，将Map中所有元素按Value值进行排序，相同时则对单词的字母进行排序,排序后输出。

6.2 实验总结

答：本题与上题不同，因为要统计单词的出现次数，因而就不能再使用Set来做了，所以使用Map。需要注意的是当判断到相同单词时，需修改对应Key的Value值，最后比较输出的时候先比较Value值，Value相同时再比较单词的字母。此外，本题中我还尝试使用了冒泡法来解决，但是提交后会出现如下图的测试点报错，这表明了在时间复杂度上冒泡法还是比较欠缺优势的。

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3.码云及PTA

题目集：jmu-Java-05-集合

3.1. 码云代码提交记录

在码云的项目中，依次选择“统计-Commits历史-设置时间段”, 然后搜索并截图

3.2 截图PTA题集完成情况图

需要有两张图（1. 排名图。2.PTA提交列表图）

3.3 统计本周完成的代码量

需要将每周的代码统计情况融合到一张表中。

周次	总代码量	新增代码量	总文件数	新增文件数
1	90	90	5	5
2	322	232	11	6
3	652	330	16	5
4	946	294	21	5
5	1347	401	26	5
6	1591	244	28	2
7	2118	527	31	3
8	2627	509	39	8

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