List-顺序表--2
目录
1、ArrayList
2、ArrayList构造方法
3、ArrayList常见方法
4、ArrayList的遍历
5、ArrayList的扩容机制
6、ArrayList的具体使用
6.1、杨辉三角
6.2、简单的洗牌算法
1、ArrayList
在集合框架中,ArrayList 是一个普通的类,实现了 List 接口
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构造方法
底层代码分析:
1. 带一个参数的构造方法,初始化 ArrayList 时可以指定初始容量
2. 不带参数的构造方法,初始化时分配的是一个空数组
既然没有分配内存,那这个 ArrayList 对象是如何存数据的呢?
^
继续查看 add 方法的原码,得出结论:
结论1:虽然初始化时没有分配内存,但是第一次 add 的时候会分配大小为10的内存
结论2:对于ArrayList来说,当容量满了,采用的扩容方式是1.5倍扩容
^
3. 有通配符的构造方法
参数列表的含义:
Collection:表示传入的参数是 Collection 类型的,实现了Collection接口的类型也可以
<? extends E>:通配符上界,这里表示可以传入的参数类型是 E 或者 E 的子类
^
例如:
ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
ArrayList<Number> list1 = new ArrayList<>(list);
首先,list 是实现了 Collection 接口的,?:Integer ;E: Number,Integer 是 Number 的子类,list 满足这两个条件,所以可以作为参数正确执行。相当于把 list 表中数据打包给到 list
public static void main(String[] args) {LinkedList<Integer> list1 = new LinkedList<>();list1.add(1);list1.add(2);list1.add(3);ArrayList<Number> list2 = new ArrayList<>(list1);list2.add(99);list2.add(88);System.out.println(list2); // 输出 [1,2,3,99,88]}
3、ArrayList常见方法
public static void main(String[] args) {ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();list.add(1);list.add(2);list.add(3);ArrayList<Number> list123 = new ArrayList<>();list123.addAll(list); // 与上述第三个构造方法类似System.out.println(list123);//123list123.remove(2); // 删除 2 位置元素list123.remove(new Integer(2)); // 删除遇到的第一个 2System.out.println(list123);//23list123.get(0);list123.set(1,2);list123.contains(1);list.add(4);list.add(5);//并不会产生新的对象!List<Integer> list1 = list.subList(1,3); // [1,3)System.out.println(list1);System.out.println("==============");list1.set(0,99);System.out.println(list1);System.out.println(list);}
上述 subList 方法执行结果:
list1: [99,3]
list: [1, 99, 3,4, 5]
发现通过 list1 修改,list 也会发生改变,所以 subList 的执行过程并不会产生新的对象,在这个案例中,list1 的起始位置指向 list 的 1 下标
4、ArrayList的遍历
1. for循环+下标
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(); }
2. foreach
^
for(Integer x : list) {
System.out.print(x+" ");}
System.out.println();
3. 迭代器
只有实现了 literable 接口的类型,才能使用迭代器;Map 就不能使用,因为他没有实现 literable 接口
Iterator<Integer> it = list.iterator(); -- 通用迭代器
Iterator<Integer> it = list.listIterator(); -- List 的专属迭代器
^
//使用 迭代器 遍历集合类 list
Iterator<Integer> it = list.iterator();
while (it.hasNext()) {
System.out.println(it.next()+" ");}
注意:ArrayList最长使用的遍历方式是:for循环+下标 以及 foreach
5、ArrayList的扩容机制
在上述构造方法中,通过查看 add 方法的底层代码得出结论: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
底层代码总结:
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
3. 使用copyOf进行扩容
6、ArrayList的具体使用
6.1、杨辉三角
力扣118
分析 List<List<Integer>>
class Solution {public List<List<Integer>> generate(int numRows) {List<List<Integer>> ret = new ArrayList<>();// 1. 先处理第一行List<Integer> list = new ArrayList<>();list.add(1);ret.add(list);// 2. 从第2行开始计算 每个list当中的数据for(int i = 1;i < numRows;i++) {// 3. 先准备当前行数据List<Integer> curRow = new ArrayList<>();// 4. 准备当前行的第一个数据curRow.add(1);// 5. 准备当前的中间数据List<Integer> prevRow = ret.get(i-1); // 拿到上一行的数据for(int j = 1; j < i;j++) {// 上一行的当前列 + 上一行的前一列int val = prevRow.get(j) + prevRow.get(j-1);curRow.add(val);}// 6. 准备当前行最后一个数据curRow.add(1);// 7. 把这个数据放到二维数组当中去ret.add(curRow);}return ret;} }
6.2、简单的洗牌算法
实现这个算法要解决的问题:
1.买一副牌【要生成一副扑克牌】放到哪里?
2.洗牌,怎么洗?
3.揭牌,每个人轮流抓5张牌,怎么抓牌?抓的牌放到哪里?
1. 创建一个 card 类,定义 花色 和 数字 两个属性;生成 get 和 set 方法;生成toString方法
package card;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 void setSuit(String suit) {this.suit = suit;}public int getRank() {return rank;}public void setRank(int rank) {this.rank = rank;}@Overridepublic String toString() {return suit+":"+rank+" ";} }
2. 创建 CardDemo 和 Test 类;CardDemo类中定义一个买牌的方法,在Test类中测试
一共52张牌 1-k,其中1对应A、J对应11、Q对应12、K对应13
3. 在CardDemo 类中再定义一个花色类,并完善buyCard方法
4. 买完牌后洗牌,这里使用生成随机数的方式,从最后一张牌开始,与随机生成的牌交换
5. 揭牌,3个人每人轮流揭5张,每次揭1张
把三个人的关系用一个二维数组表示
每揭一张牌,就把整副牌的0下标位置删除
CardDemo 类的完整代码
public class CardDemo {private final String[] suits = {"♥","♠","♦","♣"};/*** 52张 1-K* J Q K* 11 12 13* @return*/public List<Card> buyCard() {List<Card> cardList = new ArrayList<>();for (int i = 0; i < 4; i++) {for (int j = 1; j <= 13; j++) {Card card = new Card(suits[i],j);cardList.add(card);}}return cardList;}public void shuffle(List<Card> cardList) {Random random = new Random();for (int i = cardList.size()-1; i > 0; i--) {int index = random.nextInt(i);//index i 交换swap(cardList,i,index);}}private void swap(List<Card> cardList,int a,int b) {Card tmp = cardList.get(a);cardList.set(a,cardList.get(b));cardList.set(b,tmp);/*** tmp = a* a = b* b = tmp*/}/*** 揭牌* 3个人 每个人轮流揭牌5张* @param cardList*/public void getCard(List<Card> cardList) {List<Card> hand1 = new ArrayList<>();List<Card> hand2 = new ArrayList<>();List<Card> hand3 = new ArrayList<>();List<List<Card>> hands = new ArrayList<>();hands.add(hand1);hands.add(hand2);hands.add(hand3);//3个人 轮流抓牌5张 每次揭牌1张for (int i = 0; i < 5; i++) {//j代表人for (int j = 0; j < 3; j++) {Card card = cardList.remove(0);hands.get(j).add(card);}}System.out.println("第1个揭牌如下:");System.out.println(hand1);System.out.println("第2个揭牌如下:");System.out.println(hand2);System.out.println("第3个揭牌如下:");System.out.println(hand3);System.out.println("剩下的牌:");System.out.println(cardList);}
}
Test 类中代码
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("揭牌:");cardDemo.getCard(cardList);}
}
7、顺序表的优缺点
缺点:
- 插入数据必须移动其他数据,最坏情况下,就是插入到0位置。时间复杂度O(N)
- 删除数据也需要移动数据,最坏情况下,就是删除0位置。时间复杂度O(N)
- 扩容之后有可能会浪费空间
优点:在给定下标进行查找的时候,时间复杂度O(1)
总结:顺序表比较适合进行给定下标查找的场景。
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