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2022-11-08 02:58:42 +08:00
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100
codes/java/chapter_array_and_linkedlist/array.java Normal file
View File

@@ -0,0 +1,100 @@
package chapter_array_and_linkedlist;
import java.util.*;
import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;
public class array {
/* 随机返回一个数组元素 */
static int randomAccess(int[] nums) {
// 在区间 [0, nums.length) 中随机抽取一个数字
int randomIndex = ThreadLocalRandom.current().
nextInt(0, nums.length);
// 获取并返回随机元素
int randomNum = nums[randomIndex];
return randomNum;
}
/* 扩展数组长度 */
static int[] extend(int[] nums, int enlarge) {
// 初始化一个扩展长度后的数组
int[] res = new int[nums.length + enlarge];
// 将原数组中的所有元素复制到新数组
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
res[i] = nums[i];
}
// 返回扩展后的新数组
return res;
}
/* 在数组的索引 index 处插入元素 num */
static void insert(int[] nums, int num, int index) {
// 把索引 index 以及之后的所有元素向后移动一位
for (int i = nums.length - 1; i >= index; i--) {
nums[i] = nums[i - 1];
}
// 将 num 赋给 index 处元素
nums[index] = num;
}
/* 删除索引 index 处元素 */
static void remove(int[] nums, int index) {
// 把索引 index 之后的所有元素向前移动一位
for (int i = index; i < nums.length - 1; i++) {
nums[i] = nums[i + 1];
}
}
/* 遍历数组 */
static void traverse(int[] nums) {
int count = 0;
// 通过索引遍历数组
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
count++;
}
// 直接遍历数组
for (int num : nums) {
count++;
}
}
/* 在数组中查找指定元素 */
static int find(int[] nums, int target) {
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
if (nums[i] == target)
return i;
}
return -1;
}
/* Driver Code */
public static void main(String[] args) {
/* 初始化数组 */
int[] arr = new int[5];
System.out.println("数组 arr = " + Arrays.toString(arr));
int[] nums = { 1, 3, 2, 5, 4 };
System.out.println("数组 nums = " + Arrays.toString(nums));
/* 随机访问 */
int randomNum = randomAccess(nums);
System.out.println("在 nums 中获取随机元素 " + randomNum);
/* 长度扩展 */
nums = extend(nums, 3);
System.out.println("将数组长度扩展至 8 ，得到 nums = " + Arrays.toString(nums));
/* 插入元素 */
insert(nums, 6, 3);
System.out.println("在索引 3 处插入数字 6 ，得到 nums = " + Arrays.toString(nums));
/* 删除元素 */
remove(nums, 2);
System.out.println("删除索引 2 处的元素，得到 nums = " + Arrays.toString(nums));
/* 遍历数组 */
traverse(nums);
/* 查找元素 */
int index = find(nums, 3);
System.out.println("在 nums 中查找元素 3 ，得到索引 = " + index);
}
}

80
codes/java/chapter_array_and_linkedlist/linked_list.java Normal file
View File

@@ -0,0 +1,80 @@
package chapter_array_and_linkedlist;
import include.*;
public class linked_list {
/* 在链表的结点 n0 之后插入结点 P */
static void insert(ListNode n0, ListNode P) {
ListNode n1 = n0.next;
n0.next = P;
P.next = n1;
}
/* 删除链表的结点 n0 之后的首个结点 */
static void remove(ListNode n0) {
if (n0.next == null)
return;
// n0 -> P -> n1
ListNode P = n0.next;
ListNode n1 = P.next;
n0.next = n1;
}
/* 访问链表中索引为 index 的结点 */
static ListNode access(ListNode head, int index) {
for (int i = 0; i < index; i++) {
head = head.next;
if (head == null)
return null;
}
return head;
}
/* 在链表中查找值为 target 的首个结点 */
static int find(ListNode head, int target) {
int index = 0;
while (head != null) {
if (head.val == target)
return index;
head = head.next;
index++;
}
return -1;
}
/* Driver Code */
public static void main(String[] args) {
/* 初始化链表 */
// 初始化各个结点
ListNode n0 = new ListNode(1);
ListNode n1 = new ListNode(3);
ListNode n2 = new ListNode(2);
ListNode n3 = new ListNode(5);
ListNode n4 = new ListNode(4);
// 构建引用指向
n0.next = n1;
n1.next = n2;
n2.next = n3;
n3.next = n4;
System.out.println("初始化的链表为");
PrintUtil.printLinkedList(n0);
/* 插入结点 */
insert(n0, new ListNode(0));
System.out.println("插入结点后的链表为");
PrintUtil.printLinkedList(n0);
/* 删除结点 */
remove(n0);
System.out.println("删除结点后的链表为");
PrintUtil.printLinkedList(n0);
/* 访问结点 */
ListNode node = access(n0, 3);
System.out.println("链表中索引 3 处的结点的值 = " + node.val);
/* 查找结点 */
int index = find(n0, 2);
System.out.println("链表中值为 2 的结点的索引 = " + index);
}
}

62
codes/java/chapter_array_and_linkedlist/list.java Normal file
View File

@@ -0,0 +1,62 @@
package chapter_array_and_linkedlist;
import java.util.*;
public class list {
public static void main(String[] args) {
/* 初始化列表 */
// 注意数组的元素类型是 int[] 的包装类 Integer[]
Integer[] numbers = new Integer[] { 1, 3, 2, 5, 4 };
List<Integer> list = new ArrayList<>(Arrays.asList(numbers));
System.out.println("列表 list = " + Arrays.toString(list.toArray()));
/* 访问元素 */
int num = list.get(1);
System.out.println("访问索引 1 处的元素，得到 num = " + num);
/* 更新元素 */
list.set(1, 0);
System.out.println("将索引 1 处的元素更新为 0 ，得到 list = " + Arrays.toString(list.toArray()));
/* 清空列表 */
list.clear();
System.out.println("清空列表后 list = " + Arrays.toString(list.toArray()));
/* 尾部添加元素 */
list.add(1);
list.add(3);
list.add(2);
list.add(5);
list.add(4);
System.out.println("添加元素后 list = " + Arrays.toString(list.toArray()));
/* 中间插入元素 */
list.add(3, 6);
System.out.println("在索引 3 处插入数字 6 ，得到 list = " + Arrays.toString(list.toArray()));
/* 删除元素 */
list.remove(3);
System.out.println("删除索引 3 处的元素，得到 list = " + Arrays.toString(list.toArray()));
/* 通过索引遍历列表 */
int count = 0;
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
count++;
}
/* 直接遍历列表元素 */
count = 0;
for (int n : list) {
count++;
}
/* 拼接两个列表 */
List<Integer> list1 = new ArrayList<>(Arrays.asList(new Integer[] { 6, 8, 7, 10, 9 }));
list.addAll(list1);
System.out.println("将列表 list1 拼接到 list 之后，得到 list = " + Arrays.toString(list.toArray()));
/* 排序列表 */
Collections.sort(list);
System.out.println("排序列表后 list = " + Arrays.toString(list.toArray()));
}
}

136
codes/java/chapter_array_and_linkedlist/my_list.java Normal file
View File

@@ -0,0 +1,136 @@
package chapter_array_and_linkedlist;
import java.util.*;
/* 列表类简易实现 */
class MyList {
int[] nums; // 数组（存储列表元素）
int initialCapacity = 10; // 列表初始容量
int size = 0; // 列表长度（即当前元素数量）
int extendRatio = 2; // 每次列表扩容的倍数
/* 构造函数 */
public MyList() {
nums = new int[initialCapacity];
}
/* 获取列表容量 */
public int size() {
return size;
}
/* 获取列表长度（即当前元素数量） */
public int capacity() {
return nums.length;
}
/* 访问元素 */
public int get(int index) {
// 索引如果越界则抛出异常，下同
if (index >= size)
throw new IndexOutOfBoundsException("索引越界");
return nums[index];
}
/* 更新元素 */
public void set(int index, int num) {
if (index >= size)
throw new IndexOutOfBoundsException("索引越界");
nums[index] = num;
}
/* 尾部添加元素 */
public void add(int num) {
// 元素数量超出容量时，触发扩容机制
if (size == nums.length)
extendCapacity();
nums[size] = num;
// 更新元素数量
size++;
}
/* 中间插入元素 */
public void add(int index, int num) {
if (index >= size)
throw new IndexOutOfBoundsException("索引越界");
// 元素数量超出容量时，触发扩容机制
if (size == nums.length)
extendCapacity();
// 索引 i 以及之后的元素都向后移动一位
for (int j = size - 1; j >= index; j--) {
nums[j + 1] = nums[j];
}
nums[index] = num;
// 更新元素数量
size++;
}
/* 删除元素 */
public void remove(int index) {
if (index >= size)
throw new IndexOutOfBoundsException("索引越界");
// 索引 i 之后的元素都向前移动一位
for (int j = index; j < size - 1; j++) {
nums[j] = nums[j + 1];
}
// 更新元素数量
size--;
}
/* 列表扩容 */
public void extendCapacity() {
// 新建一个长度为 size 的数组，并将原数组拷贝到新数组
nums = Arrays.copyOf(nums, nums.length * extendRatio);
}
/* 将列表转换为数组 */
public int[] toArray() {
int size = size();
// 仅转换有效长度范围内的列表元素
int[] nums = new int[size];
for (int i = 0; i < size; i++) {
nums[i] = get(i);
}
return nums;
}
}
public class my_list {
/* Driver Code */
public static void main(String[] args) {
/* 初始化列表 */
MyList list = new MyList();
/* 尾部添加元素 */
list.add(1);
list.add(3);
list.add(2);
list.add(5);
list.add(4);
System.out.println("列表 list = " + Arrays.toString(list.toArray()) +
" ，容量 = " + list.capacity() + " ，长度 = " + list.size());
/* 中间插入元素 */
list.add(3, 6);
System.out.println("在索引 3 处插入数字 6 ，得到 list = " + Arrays.toString(list.toArray()));
/* 删除元素 */
list.remove(3);
System.out.println("删除索引 3 处的元素，得到 list = " + Arrays.toString(list.toArray()));
/* 访问元素 */
int num = list.get(1);
System.out.println("访问索引 1 处的元素，得到 num = " + num);
/* 更新元素 */
list.set(1, 0);
System.out.println("将索引 1 处的元素更新为 0 ，得到 list = " + Arrays.toString(list.toArray()));
/* 测试扩容机制 */
for (int i = 0; i < 10; i++) {
// 在 i = 5 时，列表长度将超出列表容量，此时触发扩容机制
list.add(i);
}
System.out.println("扩容后的列表 list = " + Arrays.toString(list.toArray()) +
" ，容量 = " + list.capacity() + " ，长度 = " + list.size());
}
}