201521123042《Java程序设计》 第7周学习总结

1. 本周学习总结

网上看了很多资料，发现这一张图总结的还不错就引用过来了。但是最上面的Map和Collection之间的关系应该是依赖，不是Produces。



①概述：Java集合框架主要包括两种类型的容器.一种是Collectio），存储一个元素集合，另一种是Map，存储键/值对映射。。Collection接口又有3种子类型，List、Set和Queue，再下面是一些抽象类，最后是具体实现类，常用的有ArrayList、LinkedList、HashSet、LinkedHashSet、HashMap、LinkedHashMap等等.

②collection接口：AbstractCollection是提供Collection部分实现的抽象类。有几个比较常用的方法,比如方法：

• add()添加一个元素到集合中。
• addAll()将指定集合中的所有元素添加到集合中。
• contains()方法检测集合中是否包含指定的元素。
• toArray()方法返回一个表示集合的数组。

③List接口扩展自Collection，它可以定义一个允许重复的有序集合。Set接口扩展自Collection，它与List的不同之处在于，规定Set的实例不包含重复的元素。主要是散列集HashSet和树形集TreeSet。Queue接口扩展自Collection，并提供插入、提取、检验等操作。poll()与remove()方法都是移除队列头部的元素，两者的区别在于如果队列为空，那么poll()返回的是null，而remove()会抛出一个异常。

2. 书面作业

• Q1.ArrayList代码分析

• 1.1 解释ArrayList的contains源代码

  答：arraylist中的contains源码如下：

    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;
          }
          public boolean equals(Object obj) {
         return (this == obj);
         }
  

  该代码表示的是如果o为null，那么就去找elementData[] 是否有为null的对象，有则返回下标没有则返回-1。
  
  如果o不为null，就通过equals去比较elementData[] 中是否有与o相同的对象，有则返回下标没有则返回-1。由以上总结我们可知如果对象不为null的话，最终是调用的Object类的equals()方法，来比较两个对象的引用是否相同，在新建类里面我们往往需要重写equals()方法。比如我们用new关键字创建两次User对象，User user1 = new User(1,"lilei");

User user2 = new User(1,"yueliming");虽然它们代表同一个人，但是JVM虚拟机在中开辟了堆两个存储空间，user1和user2分别为指向这两个对象的引用，所以我们要在User类中重写equals()方法，user1和user2就会被当做同一个对象处理。

• 1.2 解释E remove(int index)源代码

    public E remove(int index) {
       rangeCheck(index);  //判断index是否合法
     modCount++;  //remove操作会改变size，所以modCount加1
      E oldValue = elementData(index);  //保存待删除位置的元素
    int numMoved = size - index - 1;
    if (numMoved > 0)
        System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,numMoved);
        //如果index不是最后一个元素，则从第index+1到最后一个位置，依次向前移动一个位置
        elementData[--size] = null;     //元素的size减少1，并把原来末尾位置元素的值设置为null
    return oldValue;   //返回位置
    }
  

  由于删除操作会改变size，所以每次删除都需要把元素向前移动一个位置，然后把原来最后一个位置的元素设置为null，一次删除操作完成

• 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：不需要考虑元素类型，ArrayList会把所有插入其中的数据当作为object类型来处理

• 1.4 分析add源代码，回答当内部数组容量不够时，怎么办？

  add(E e)方法：

    public boolean add(E e) {
         ensureCapacityInternal(size + 1);//保证数组的容量始终够用
         elementData[size++] = e;  //size是elementData数组中元组的个数，初始为0
        return true;
    }
    private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
        //如果数组没有元素，给数组一个默认大小，会选择实例化时的值与默认大小中较大值
        if (elementData == EMPTY_ELEMENTDATA) {
            minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
        }
        //保证容量够用
        ensureExplicitCapacity(minCapacity);
    }
    private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
        //modCount是数组发生size更改的次数
        modCount++;
  
        if (minCapacity - elementData.length > 0)
            grow(minCapacity);
    }
  

  数组扩容方法

    private void grow(int minCapacity) {
    // overflow-conscious code
    int oldCapacity = elementData.length;
    int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);// 设置新容量是原容量的1.5倍
    if (newCapacity - minCapacity < 0)// 容量不够就直接加到所需容量
        newCapacity = minCapacity;
    if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
        newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
  
    elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
    }
  

  每当执行Add添加元素，都会检查内部数组的容量是否不够了，如果不够了，它就会以当前容量的1.5倍来重新构建一个数组，将旧元素Copy到新数组中，然后丢弃旧数组

• 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));
    }
  

  在ArrayList类用户使用remove()方法的时候，只需要直接使用，不需要知道方法内部具体运行过程。所以用private修饰。

• Q2.Has方法hSet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？

  元素存储位置是由元素的hash码来确定的。HashSet是无序存放元素的。使用HashSet的add()方法加入元素时；

  ①自动调用hashCode()方法

  ②然后根据hashCode()方法的返回值 来决定元素要插入的位置。

  ③如果该位置上已经存在元素了 则会调用该元素equals()方法进行比较。
  
  ④如果两个元素相等 则丢掉欲插入的元素。

  ⑤如果两个元素不相等 则新元素会被加入到另一个位置(通过冲突检测来决定哪一个位置)，这样就消除了重复。

  In all,用hashCode()方法来获得元素的存储位置，用equals()方法来比较在两个元素的位置相同的时候，两个元素是否相等

• 2.2 选做：尝试分析HashSet源代码后，重新解释1.1

  public HashSet() {
      map = new HashMap<>();
  }
  HashSet实质上使用HashMap来实现的
  public boolean add(E e) {
      return map.put(e, PRESENT)==null;
  }
  public V put(K key, V value) {
      return putVal(hash(key), key, value, false, true);
  }
  

• 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)

  ArrayListrStack

   public ArrayIntegerStack(int max) {
  	 data = new Integer[max];
  
  }
  

  ArrayListIntegerStack：

   public ArrayListIntegerStack() {
  		list=new ArrayList<Integer>();
  
  	}
  

  ①入栈:ArrayListIntegerStack中使用的是动态数组实现栈，当数组空间被用完可以自动扩容，所以不会出现栈慢的情况，ArrayIntegerStack中使用的是数组实现栈，会出现栈满的情况。

  ②出栈：ArrayIntegerStack在出栈的时候需要移动top指针，ArrayListIntegerStack不需要

• 3.2 简单描述接口的好处.

  同样只能有一个基类，但可以有多个实现。当实现多个接口时，如果两个接口有同样的方法，那么实现一次就可以了。

• 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.ArrayList;
    import java.util.List;
    import java.util.Scanner;
    interface NewStack{
  
    public String push(String item);
    public String pop();
    }
    class Stack implements NewStack{
    private ArrayList<String> list=new ArrayList<String>(); 
  
    public Stack() {
    	list=new ArrayList<String>();
  
    }
  
    public String push(String item) {
    if(item==null) return null;
    list.add(item);
    return item;
    }
    public String pop() {
    	if(list.isEmpty()) return null;
    	return list.remove(list.size()-1);
    }
  
    }
    public class Main201521123042 {
  
    public static void main(String[] args) {
    	Scanner input=new Scanner(System.in);
    	NewStack stack = new Stack();
    	String message=input.next();
    	int i=0;
    	for( i=0;i<message.length();i++)
         stack.push(String.valueOf(message.charAt(i)));
    	for(i=0;i<message.length();i++)
        {
            if(String.valueOf(message.charAt(i)).equals(stack.pop()))continue;
            else
            {
                System.out.println("false");
                break;
            }
        }
        if(i==message.length()) System.out.println("true");
       }
  
    }
  

• 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)

    for(int i=0;i<n;i++){
    int number = input.nextInt();
    if(number%2!=0) queueA.offer(number+"");
    else queueB.offer(number+"");
    }
  

  偶数放在QueueA中，奇数放在QueueB中

    	for (int i = 0; i < n; i++) {
    	while (!queueA.isEmpty()) {
    		System.out.print(queueA.poll()+" ");
    		while (!queueA.isEmpty()) {
    			System.out.print(queueA.poll()+" ");
    			break;
    		}
    		break;
    	}
    	while (!queueB.isEmpty()) {
    		System.out.print(queueB.poll()+" ");
    		break;
  
    }
  

• 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)

  Set<String>strSet=new TreeSet<String>();
  String x;
  while(true){
  	x=input.next();
  	if(x.equals("!!!!!"))break;
  	strSet.add(x);
  
  }
  System.out.println(strSet.size());
  Iterator item = strSet.iterator();
  for(int i=0;i<10;i++){
  	System.out.println(item.next());
  }
  

  实验总结:利用TreeSet完成不同单词的存放，并有序排列，再利用Iterator遍历strSet中的对象，输出前十个。

• Q6.选做：加分考察-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

     while(true){
    	if(x.equals("!!!!!"))break;
    		else {
    			if(map.containsKey(x)) map.put(x, map.get(x)+1);
    			else map.put(x, 1);
    		}
    	}
    List<Entry<String,Integer>> list =new ArrayList<Entry<String,Integer>>(map.entrySet());
  
    Collections.sort(list, new Comparator<Map.Entry<String, Integer>>() {
    	public int compare(Map.Entry<String, Integer> o1,Map.Entry<String, Integer> o2) {
    		//代码
    })
  

• 6.2 实验总结

  这道题使用了map，用map.containsKey(x)来判断是否已存在映射，使用collections.sort()对list进行排序

• 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)

  与上次作业相比，我们加入了表格，使操作更加方便，界面更加美观,改动如下：
  
  

   ![](http://images2015.cnblogs.com/blog/1109769/201704/1109769-20170408195111378-2100961640.png)
  

郭炜埕	姚佳希
http://www.cnblogs.com/vicheng/p/6668361.html	http://www.cnblogs.com/ballonbaby/p/6682818.html

3. 码云上代码提交记录及PTA实验总结

（不知道为什么码云提交不上去，所以只好拖拽上传文件）