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一、线性表

二、顺序表 

1、接口的实现

（1）打印顺序表

（2）新增元素

（3）判定是否包含某个元素

（4）查找某个元素对应的位置下标

（5）获取 pos 位置的元素

（6）获取顺序表长度

（7）给 pos 位置的元素设为 value【更新的意思 】

（8）在 pos 位置新增元素

（9）删除第一次出现的关键字key

（10）清空顺序表

三、ArrayList简介

 四、ArrayList使用

1、ArrayList的构造

2、ArrayList常见操作

3、ArrayList的遍历

4、ArrayList的扩容机制 

五、ArrayList的具体使用

六、ArrayList的问题及思考

一、线性表

线性表在逻辑上是线性结构，也就说是连续的一条直线。但是在物理结构上并不一定是连续的，线性表在物理上存储时，通常以数组和链式结构的形式存储。

二、顺序表 

1、接口的实现

（1）打印顺序表

注意：该方法并不是顺序表中的方法，为了方便看测试结果给出的

  public void display() {for (int i = 0; i < this.usedSize; i++) {System.out.print(this.elem[i] +" ");}System.out.println();}

（2）新增元素

默认在数据 最后新增

 public void add(int data) {//首先得判断满的情况if(isFull()) {resize();}this.elem[usedSize] = data;usedSize++;}public boolean isFull() {return usedSize == elem.length;}

（3）判定是否包含某个元素

  public boolean contains(int toFind) {for (int i = 0; i < this.usedSize; i++) {if(elem[i] == toFind) {return true;}}return false;}

（4）查找某个元素对应的位置下标

  public int indexOf(int toFind) {for (int i = 0; i < this.usedSize; i++) {if(elem[i] == toFind) {return i;}}return -1;}

（5）获取 pos 位置的元素

  public int get(int pos) {if(!checkPos(pos)) {throw new PosOutBoundsException("get 获取数据时，位置不合法！");}return elem[pos];}

（6）获取顺序表长度

  public int size() {return this.usedSize;}

（7）给 pos 位置的元素设为 value【更新的意思 】

public void set(int pos, int value) {if(!checkPos(pos)) {throw new PosOutBoundsException("set 数据时，位置不合法！");}this.elem[pos] = value;}private boolean checkPos(int pos) {if(pos < 0 || pos >= usedSize) {return false;}return true;}

（8）在 pos 位置新增元素

 public void add(int pos, int data) {if(pos < 0 || pos > this.usedSize) {throw new PosOutBoundsException("add 元素的时候，pos位置不合法！");}if(isFull()) {resize();}//挪数据for (int i = this.usedSize-1; i >= pos ; i--) {this.elem[i+1] = this.elem[i];}//存数据this.elem[pos] = data;this.usedSize++;}

（9）删除第一次出现的关键字key

   public void remove(int toRemove) {if(isEmpty()) {return;}int index = indexOf(toRemove);if(index == -1) {return;//没有你要删除的数字}for (int i = index; i < usedSize-1; i++) {this.elem[i] = this.elem[i+1];}usedSize--;//elem[us] = null;}

（10）清空顺序表

 public void clear() {/*for (int i = 0; i < usedSize; i++) {this.elem[i] = null;}*/usedSize = 0;}

三、ArrayList简介

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：

 【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

 四、ArrayList使用

1、ArrayList的构造

现在，让我们来尝试创建一个顺序表:

public static void main(String[] args) {
// ArrayList创建，推荐写法
// 构造一个空的列表List<Integer> list1 = new ArrayList<>();
// 构造一个具有10个容量的列表List<Integer> list2 = new ArrayList<>(10);list2.add(1);list2.add(2);list2.add(3);
// 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List list4 = new ArrayList();list4.add("111");list4.add(100);}

2、ArrayList常见操作

现在，我们来试着使用一下这些方法来完成一段代码的编写：

public static void main(String[] args) {List<String> list = new ArrayList<>();list.add("JavaSE");list.add("JavaWeb");list.add("JavaEE");list.add("JVM");list.add("测试课程");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, "JavaWEB");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("JVM");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falseif(list.contains("测试课程")){list.add("测试课程");}
// 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[0, 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(0, 4);System.out.println(ret);list.clear();System.out.println(list.size());}

3、ArrayList的遍历

for (int i = 0; i < list.size(); i++) {System.out.print(list.get(i) + " ");}System.out.println();

for (Integer integer : list) {System.out.print(integer + " ");}System.out.println();

Iterator<Integer> it = list.listIterator();while(it.hasNext()){System.out.print(it.next() + " ");}System.out.println();}

4、ArrayList的扩容机制 

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 codeif (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;}

五、ArrayList的具体使用

在学习完ArrayList之后，我们可以使用ArrayList来完成对一些特定情况的使用，现在，我们来尝试使用ArrayList来编写一个简单的洗牌算法

大致思路如下：

我们可以先创建一个Card类，其中属性为牌的花色和牌面的数值，然后再将一整副牌都存进一个借用ArrayList创建的顺序表中，其次借用Random将扑克牌进行打乱处理，此时为了能够将牌顺利的发给三个人，我们可以在为每个人单独创建一个顺序表，并且再用一个顺序表来存储它们三个人分别的顺序表

代码的具体实现如下：

public class Card {public int rank; // 牌面值public String suit; // 花色@Overridepublic String toString() {return String.format("[%s %d]", suit, rank);}
}
import java.util.List;import java.util.ArrayList;import java.util.Random;
public class CardDemo {public static final String[] SUITS = {"♠", "♥", "♣", "♦"};// 买一副牌private static List<Card> buyDeck() {List<Card> deck = new ArrayList<>(52);for (int i = 0; i < 4; i++) {for (int j = 1; j <= 13; j++) {String suit = SUITS[i];int rank = j;Card card = new Card();card.rank = rank;card.suit = suit;deck.add(card);}}return deck;}private static void swap(List<Card> deck, int i, int j) {Card t = deck.get(i);deck.set(i, deck.get(j));deck.set(j, t);}private static void shuffle(List<Card> deck) {Random random = new Random(20190905);for (int i = deck.size() - 1; i > 0; i--) {int r = random.nextInt(i);swap(deck, i, r);}}public static void main(String[] args) {List<Card> deck = buyDeck();System.out.println("刚买回来的牌:");System.out.println(deck);shuffle(deck);System.out.println("洗过的牌:");System.out.println(deck);
// 三个人，每个人轮流抓 5 张牌List<List<Card>> hands = new ArrayList<>();hands.add(new ArrayList<>());hands.add(new ArrayList<>());hands.add(new ArrayList<>());for (int i = 0; i < 5; i++) {for (int j = 0; j < 3; j++) {hands.get(j).add(deck.remove(0));}}System.out.println("剩余的牌:");System.out.println(deck);System.out.println("A 手中的牌:");System.out.println(hands.get(0));System.out.println("B 手中的牌:");System.out.println(hands.get(1));System.out.println("C 手中的牌:");System.out.println(hands.get(2));}
}

六、ArrayList的问题及思考