数据结构篇—包(Bag)
作者：互联网
数据结构中的包，其实是对现实中的包的一种抽象。 想像一下现实中的包，比如书包，它能做什么？有哪些功能？首先它用来装东西，里面的东西可以随便放，没有规律，没有顺序，当然，可以放多个相同的东西。其次，东西可以拿出来，拿出来也有几种情况，随便拿出一个，拿出特定的一个，比如书本，把所有的东西都拿出来。附带的功能就是，包有没有满，包是不是空的，里面有多少东西了，都是什么，里面是不是有书，放了几本书之类的。想好之后，就可以定义数据结构中的包的方法了。
装东西，定义add()方法，要接受一个参数，要装的东西，返回值呢？没有返回值。
随便拿出一个东西，定义remove()方法， 没有参数，返回拿出的东西。
拿出一个特定的东西，定义remove(anEntry), 接收一个参数，要拿出的东西，返回值是布尔值，表示有没有成功，因为要拿出的东西，包里可能没有
拿出所有东西，定义clear()方法，没有参数，也没有返回值。
包里有多少东西，定义getCurrentSize()方法，返回包中元素的个数，它没有参数，返回值是整数。
包是不是空的，定义isEmpty()方法，当然，它也没有参数，返回布尔值。
包里有没有书，定义contains()方法，它接受一个参数，要找的东西，返回布尔值。
包里有几本书，定义getFrequencyOf()方法，也是接受一个参数，返回的是整数。
包里都是什么，可以定义toArray()方法，返回一个数组，包含包里所有的东西，也是定义迭代方法。
/**
* 一个用来描述包的操作的接口
*/
public interface BagInterface<T> {
/**
* 获取包中元素的数量
*
* @return 元素数量
*/
int getCurrentSize();
/**
* 包是否为空
*
* @return 包为空，返回true, 否则返回false
*/
boolean isEmpty();
/**
* 向包里添加一个元素
*
* @param newEntry 要添加到包里的元素
*/
void add(T newEntry);
/**
* 从包里删除任意一个元素
* @return 删除的元素
*/
T remove();
/**
* 从包里删除一个给定的元素
* @param anEntry 要删除的元素
* @return 是否删除成功
*/
boolean remove(T anEntry);
/**
* 删除包中所有元素
*/
public void clear();
/**
* 计算一个给定元素的数量
* @param anEntry 给定的元素
* @return 给定元素的数量
*/
public int getFrequencyOf(T anEntry);
/**
* 是否包含给定的元素
* @param anEntry 要查找的元素
* @return 如查包含返回true, 否则返回false
*/
public boolean contains(T anEntry);
/**
* 获取包中所有的元素，
* @return 包含包中所有元素新数组。
* 注意，如果包为空，返回空数组
*/
T[] toArray();
}
使用数组实现Bag --- 创建ArrayBag类来实现BagInterface
在实现方法之前，先考虑一下类的属性。由于包(bag)是用来存储东西的，所以一个属性是数组，用来存储元素。包有容量，数组有长度，还要决定数组的长度。既也可以让使用者来决定，也可以提供一个默认容量。除此之外，还要记录包中元素的个数
private T[] bag; private int numberOfEntries; private static final int DEFAULT_CAPACITY = 25;
构造方法，初始化包。首先是创建数组对象，赋值给bag属性，因为属性中的bag只是一个数组的引用，并没有真正地创建数组。其次，由于创建的是空数组，numberOfEntries初始化为0. 但怎么创建数组呢？假设构造函数接收一个参数capacity, bag = new T[capacity]; 不行。bag = new Object[capacity]; 还是不行。bag = (T[])new Object[capacity]; 倒是没有报错，但有warning(unchecked cast). 编译器想让你确保数组中的每一个元素从Object类强制转化成泛型T是安全的，由于数组刚刚创建，每一个元素都是null，因此转化是安全的，我们可以使用@SuppressWarnings("unchecked")告诉编译器忽略这个warning。@SuppressWarnings("unchecked")只能出现在方法定义或变量声明之前，由于bag = (T[])new Object[capacity]; 是赋值操作，不是变量声明，因为bag已经声明了，还要转化成
// 强制类型转化是安全的，因为新数组中所有元素都是null
@SuppressWarnings("unchecked")
T[] tempBag = (T[])new Object[capacity]; // Unchecked cast
bag = tempBag;
整个构造函数如下
/**
* 创建一个空bag，初始空量为用户指定容量
* @param capacity 指定容量
*/
public ArrayBag(int capacity) {
// 强制类型转化是安全的，因为新数组中所有元素都是null
@SuppressWarnings("unchecked")
T[] tempBag = (T[]) new Object[capacity]; // Unchecked cast
bag = tempBag;
numberOfEntries = 0;
}
/**
* 创建一个空bag，初始空量为默认容量25
*/
public ArrayBag() {
this(DEFAULT_CAPACITY);
}
添加方法add，如果数组满了，就不能添加了，需要扩容，如果数组没有满，就可以继续添加。扩容后面再说，先看添加。添加元素，就是把要添加的元素直接放到数组中最后一个元素的后面，元素个数加1。刚开始时，数组为空，numberOfEntries为0，数组中没有元素，直接在0位置放置新元素，然后numberOfEntries + 1。再添加一个元素，那就要放到1的位置，numberOfEntries+1。再添加一个元素，那就要放到2的位置，numberOfEntries+1。
你会发现，新元素的放置位置就是bag[numberOfEntries]的位置，add()方法就是
public void add(T newEntry) {
if(isArrayFull()){
} else {
bag[numberOfEntries] = newEntry;
numberOfEntries++;
}
}
实现isArrayFull很简单，元素的个数等于数组的长度就满了。
private boolean isArrayFull() {
return numberOfEntries == bag.length;
}
ToArray() 方法，也比较好实现，创建一个新数组，把bag中的元素复制过去
public T[] toArray() {
@SuppressWarnings("unchecked")
T[] result = (T[])new Object[numberOfEntries]; // Unchecked cast
for (int index = 0; index < numberOfEntries; index++)
{
result[index] = bag[index];
} // end for
return result;
}
现在可以向bag中添加元素，也可以查看bag中的元素，是时候实现其它方法了。先从简单的开始，isEmpty(), getCurrentSize(),
public boolean isEmpty() {
return numberOfEntries == 0;
}
public int getCurrentSize() {
return numberOfEntries;
}
getFrequencyOf()，计算一个元素在bag中出现的次数，就是计算一个元素在数组中出现的次数。使用for循环，遍历数组中的每一个元素，只要有元素和要查找的元素相等，计数器加1。遍历完成后，返回计数器，就可以了。
public int getFrequencyOf(T anEntry) {
int count = 0;
for (int i = 0; i < numberOfEntries; i++) {
if(anEntry.equals(bag[i])){
count++;
}
}
return count;
}
contains()方法，bag中是否包含某一个元素，还是循环遍历数组，只不过返回的true或false，在遍历中，只要有一个元素和要查找的元素相等，那就返回true。可以先设一个表示找到找不到的变量found,默认是false，只有当fasle的时候，才遍历数组，在遍历过程中，如果找到了，设为true。
public boolean contains(T anEntry) {
boolean found = false;
int index = 0;
while (!found && index < numberOfEntries){
if (anEntry.equals(bag[index])){
found = true;
}
index++;
}
return found;
}
clear()方法，清空bag，简单一点的实现，就是numberOfEntries = 0;，复杂一点就是bag不为空的时候，循环调用remove()方法
public void clear() {
// numberOfEntries = 0;
while (!isEmpty()){
remove();
}
}
remove() 方法，删除任意一个元素，由于bag中的元素是没有顺序和规律的，可以随便删除，简单起见，我们就删除最后一个元素，当然，如果bag为空的话，删除是要报错的。
public T remove() {
if (isEmpty()) {
throw new RuntimeException("空");
}
T result = bag[numberOfEntries - 1];
bag[numberOfEntries - 1] = null;
numberOfEntries--;
return result;
}
remove(anEntry)，删除一个给定的元素，首先要先查找这个元素，如果bag中没有这个元素，也就没有办法删除，直接return false就好了。如果找到了，再想办法删除。查找，用的是循环遍历，找到了，也就是找到了这个元素所在的位置。
怎么删除呢？最先想到的是把后面的元素向前移，因为数组是连续的。
有点复杂了。因为bag中的元素，并没有规定顺序，也就没有必要前移。我们可以让要删除的元素和最后一个元素，进行交换，直接删除最后一个元素就好了。
public boolean remove(T anEntry) {
if(isEmpty()){
throw new RuntimeException("空");
}
boolean found = false;
int index = 0;
while (!found && index < numberOfEntries){
if (anEntry.equals(bag[index])){
found = true;
} else {
index++;
}
}
if(found){
bag[index] = bag[numberOfEntries - 1];
bag[numberOfEntries - 1] = null;
numberOfEntries--;
return true;
} else {
return false;
}
}
标签：numberOfEntries,return,bag,元素,Bag,数组,数据结构,public 来源： https://www.cnblogs.com/SamWeb/p/15421907.html