201521123082 《Java程序设计》第7周学习总结
标签（空格分隔）： Java
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。
2. 书面作业
1.ArrayList代码分析###
1.1 解释ArrayList的contains源代码####
Answer:
先贴上源码：
个人解析：
ArrayList中允许存放相同的元素，我们可以使用contains()方法来存放不重复有序的元素集合。
在源码中我们可以看出contains方法中调用indexOf方法来判断是否包含对象。在indexOf方法中，如果对象为空，elementData[i]也为空，返回i；如果对象不为空，调用equals方法，进行比较，如果与element[i]相同，返回i。
1.2 解释E remove(int index)源代码####
Answer:
先贴上源码：
remove(int index)删除ArrayList数组中指定位置上的元素并返回该元素。
关键解释如下：
/*numMoved就是index后面的所有的元素个数，即删除的元素后需要移动的元素个数 */
int numMoved = size - index - 1;
/*将index后面的所有元素全部往前移动 */
if (numMoved > 0)
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
numMoved);
/*将最后多余的引用置为null. */
elementData[--size] = null;
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？####
Anser:
1.结合1.1和1.2以及上课内容可以知道ArrayList是一个数组列表，ArrayList只能包含对象类型（Object）。
2.ArrayList在存放的时候可以是不同种类型的元素，因为ArrayList可以存储Object。所以任何类型的元素都是可以在ArrayList储存。
ArrayList对象的大小可按照其中存储的数据进行动态增减，所以在声明ArrayList对象时并不需要指定它的长度。但是由于ArrayList会把插入其中的所有数据当作为object类型来处理，在存储或检索值类型时会发生装箱和拆箱操作，带来很大的性能耗损。另外，ArrayList没有泛型的实现，也就是ArrayList不是类型安全的，在我们使用ArrayList处理数据时，很可能会报类型不匹配的错误。
1.4 分析add源代码，回答当内部数组容量不够时，怎么办？####
Answer:
先贴上源码：
/**
* Appends the specified element to the end of this list.
*
* @param e element to be appended to this list
* @return <tt>true</tt> (as specified by {@link Collection#add})
*/
public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
if (elementData == EMPTY_ELEMENTDATA) {
minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;
// overflow-conscious code
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
/**
* The maximum size of array to allocate.
* Some VMs reserve some header words in an array.
* Attempts to allocate larger arrays may result in
* OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit
*/
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
/**
* Increases the capacity to ensure that it can hold at least the
* number of elements specified by the minimum capacity argument.
*
* @param minCapacity the desired minimum capacity
*/
private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
// minCapacity is usually close to size, so this is a win:
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
if (minCapacity < 0) // overflow
throw new OutOfMemoryError();
return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
Integer.MAX_VALUE :
MAX_ARRAY_SIZE;
}
关键代码处的解释：
// 确定ArrarList的容量。
// 若ArrayList的容量不足以容纳当前的全部元素，设置 新的容量=“(原始容量x3)/2 + 1”
public void ensureCapacity(int minCapacity) {
// 将“修改统计数”+1，该变量主要是用来实现fail-fast机制的
modCount++;
int oldCapacity = elementData.length;
// 若当前容量不足以容纳当前的元素个数，设置 新的容量=“(原始容量x3)/2 + 1”
if (minCapacity > oldCapacity) {
Object oldData[] = elementData;
int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1;
//如果还不够，则直接将minCapacity设置为当前容量
if (newCapacity < minCapacity)
newCapacity = minCapacity;
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
}
// 添加元素e
public boolean add(E e) {
// 确定ArrayList的容量大小
ensureCapacity(size + 1); // Increments modCount!!
// 添加e到ArrayList中
elementData[size++] = e;
return true;
}
引用及参考：ArrayList简介
java中数组列表ArrayList的使用
1.5 分析private void rangeCheck(intindex)源代码，为什么该方法应该声明为private而不声明为public?####
Answer:
源码：
/**
* Checks if the given index is in range. If not, throws an appropriate
* runtime exception. This method does *not* check if the index is
* negative: It is always used immediately prior to an array access,
* which throws an ArrayIndexOutOfBoundsException if index is negative.
*/
private void rangeCheck(int index) {
if (index >= size)
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
个人理解：
用private声明别的用户或者类不能调用，而public则任何用户和类都可以调用。rangeCheck用于边界检查，在类内调用就可以了。
关于rangeCheck(intindex)源码和ArrayList的学习可以参考：ArrayList 的实现原理
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？####
Answer:
个人认识：散列集只能存储不重复的对象.散列表采用Hash算法决定集合元素的存储位置。
(1)链表是HashSet的存储形式，我们每添加一个元素时，调用hashCode()方法得到其hashCode值，然后确定存储位置。
(2)hashCode()方法和equals()方法。
2.2 选做：尝试分析HashSet源代码后，重新解释1.1####
Answer：
贴上源码和解释：
public class HashSet<E>
extends AbstractSet<E>
implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable
{
// 使用 HashMap 的 key 保存 HashSet 中所有元素
private transient HashMap<E,Object> map;
// 定义一个虚拟的 Object 对象作为 HashMap 的 value
private static final Object PRESENT = new Object();
...
// 初始化 HashSet，底层会初始化一个 HashMap
public HashSet()
{
map = new HashMap<E,Object>();
}
// 以指定的 initialCapacity、loadFactor 创建 HashSet
// 其实就是以相应的参数创建 HashMap
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);
}
// 调用 map 的 keySet 来返回所有的 key
public Iterator<E> iterator()
{
return map.keySet().iterator();
}
// 调用 HashMap 的 size() 方法返回 Entry 的数量，就得到该 Set 里元素的个数
public int size()
{
return map.size();
}
// 调用 HashMap 的 isEmpty() 判断该 HashSet 是否为空，
// 当 HashMap 为空时，对应的 HashSet 也为空
public boolean isEmpty()
{
return map.isEmpty();
}
// 调用 HashMap 的 containsKey 判断是否包含指定 key
//HashSet 的所有元素就是通过 HashMap 的 key 来保存的
public boolean contains(Object o)
{
return map.containsKey(o);
}
// 将指定元素放入 HashSet 中，也就是将该元素作为 key 放入 HashMap
public boolean add(E e)
{
return map.put(e, PRESENT) == null;
}
// 调用 HashMap 的 remove 方法删除指定 Entry，也就删除了 HashSet 中对应的元素
public boolean remove(Object o)
{
return map.remove(o)==PRESENT;
}
// 调用 Map 的 clear 方法清空所有 Entry，也就清空了 HashSet 中所有元素
public void clear()
{
map.clear();
}
...
}
- 对于 HashSet 而言，它是基于 HashMap 实现的
- HashSet封装了一个 HashMap 对象来存储所有的集合元素，所有放入 HashSet 中的集合元素实际上由 HashMap 的 key 来保存，而 HashMap 的 value 则存储了一个 PRESENT，它是一个静态的 Object 对象。
HashSet 的绝大部分方法都是通过调用 HashMap 的方法来实现的，因此 HashSet 和 HashMap 两个集合在实现本质上是相同的。
3.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)####
Answer：
- ArrayIntegerStack是内部实现数组，实例化的时候需要规定大小
- ArrayListIntegerStack是动态数组，可以用list可以自动扩容
- ArrayList可以直接找到元素，进行删除，返回的操作
源码：
public ArrayIntegerStack(int n) {
this.stack = new Integer[n];
}
public ArrayListIntegerStack(){
list =new ArrayList<Integer>();
}
3.2 简单描述接口的好处.####
Answer：
接口是一种规范,同样的方法和操作可以有不同的实现，也可以供不同的类使用。上面一题就是很好的例子。
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，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。####
Answer:
//ArrayListStringStack的代码
interface StringStack {
public String push(String item);
public String pop();
public String peek();
public boolean empty();
public int size();
}
class ArrayListStringStack implements StringStack {
private List<String> list;
public ArrayListStringStack() {
list = new ArrayList<String>();
}
@Override
public String push(String item) {
if (item == null)
return null;
list.add(item);
return item;
}
@Override
public String pop() {
if (list.isEmpty())
if (list.size() == 0)
return null;
return list.remove(list.size() - 1);
}
@Override
public String peek() {
if (list.size() == 0)
return null;
return list.get(size() - 1);
}
@Override
public boolean empty() {
if (list.size() == 0)
return true;
return false;
}
@Override
public int size() {
return list.size();
}
@Override
public String toString() {
return list.toString();
}
}
主代码及实现结果：
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)####
Aswer:
题目要求A窗口每处理完2个顾客时，B窗口处理完1个顾客。给定到达银行的顾客序列，请按业务完成的顺序输出顾客序列。假定不考虑顾客先后到达的时间间隔，并且当不同窗口同时处理完2个顾客时，A窗口顾客优先输出。
其实就是A、B两个队Queue1和Queue2分别按要求输出，关键是判断两个队列的元素是最后一个输出。
源码和实现结果如下：
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 (不要出现大段代码)
5.1 实验总结####
Answer:
关键源码：
while (input.hasNext()) {
String word = input.next();
if (word.equals("!!!!!"))
break;
//不同的单词加入集合中
else if (!str.contains(word))
str.add(word);
}
运行结果：
6.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####
Answer:
//步骤1
Map<String, Integer> map = new TreeMap<String,Integer>();
/*1.输入单词放入map直到出现“!!!”停止
.....
.....
*/
//步骤2
List<Map.Entry<String, Integer>> arrayList = new ArrayList<Map.Entry<String,Integer>>(map.entrySet());
/*用Collections.sort()方法对arrayList存放Map的键值进行排序
......
......
*/
//步骤3
for (Map.Entry<String, Integer> entry : arrayList) {
/*
按要求输出
......
......
*/
}
6.2 实验总结####
Answer:
了解Map和List的区别，题目中无法对Map的值排序，转为list后sort来实现功能。
对于Map，有以下比较好的链接：
map的详细用法
7.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)####
Answer：
在上次作业中页面设计已完成得差不多，查看下图：
本次完善了注册界面设计，如下：
完善购物车信息，用表格显示的设计：
可以用Set储存用户账号和商品，可以避免出现账号相同和物品重复的现象。
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
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. 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。