数据结构之ArrayList与顺序表(下)

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筋斗云
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ArrayList的具体使用 

118. 杨辉三角

扑克洗牌算法 


接上篇:数据结构之ArrayList与顺序表(上)-CSDN博客

ArrayList的具体使用 

118. 杨辉三角

给定一个非负整数 numRows生成「杨辉三角」的前 numRows 行。

在「杨辉三角」中,每个数是它左上方和右上方的数的和。

示例 1:

输入: numRows = 5 输出: [[1],[1,1],[1,2,1],[1,3,3,1],[1,4,6,4,1]] 

示例 2:

输入: numRows = 1 输出: [[1]]
  • 1 <= numRows <= 30

分析:首先是一个杨辉三角的问题,杨辉三角其实就是一个只有一半的二维数组。 

public class Test {     public static void main(String[] args) {         // 打印杨辉三角         Scanner scanner = new Scanner(System.in);         int n = scanner.nextInt();         int count = 0;         // 创建一个n行n列的二维数组         int[][] array = new int[n][n];         for (int i = 0; i < n; i++) {             for (int j = 0; j < n; j++) {                 if (i == j) {                     array[i][j] = 1;                 }else if (j == 0) {                     array[i][j] = 1;                 }else {                     // 只有从第二行开始才会有下面的规律                     if (i >= 2) {                         array[i][j] = array[i-1][j] + array[i-1][j-1];                     }                 }             }         }         for (int[] x:array) {             for (int y:x) {                 if (y != 0) {                     System.out.print(y+" ");                 }             }             System.out.println();         }     } }

打印结果:

注意:杨辉三角还有一个规律就是第 i-1 行有 i 个元素。 

这里主要的难点是:List<List<Integer>>   这个代码的意思是什么?分开看,List<Integer> 这个代码的意思是有一个线性表,这个线性表中存放的是 Integer 类型。List<List<Integer>> 难道这个代码的意思是有一个线性表,这个线性表里面存放的是一个线性表?没错!不过这个不叫线性表了。如果我们把这个List看成一个数组,那就是一个数组里面存放的是一个一个的数组元素,然后这些数组元素里面的元素是一个一个的整形包装类。这就是二维数组嘛!二维数组里面是一个一个的一维数组,而一维数组里面是一个一个的整型元素。

例如:

public class Test {     public static void main(String[] args) {         // 二维数组         // 根据顺序表的特点这个二维数组为0行0列         List<List<Integer>> list = new ArrayList<>();          //二维数组的初始化         list.add(new ArrayList<>()); // 二维数组的元素是一维数组         list.add(new ArrayList<>()); // 二维数组的元素是一维数组         list.add(new ArrayList<>()); // 二维数组的元素是一维数组         // 一维数组的初始化         list.get(0).add(10); // list.get(0)得到的是下标为0的一维数组,接着尾插10         list.get(1).add(20); // list.get(1)得到的是下标为1的一维数组,接着尾插20         list.get(2).add(30); // list.get(2)得到的是下标为2的一维数组,接着尾插30     } }

画图理解:

 上面搞懂了,就可以开始做题了。这个题目的意思就是让我们把存放杨辉三角二维数组改成一个ArrayList。

根据我们用二维数组做题时的代码改编一下就可以了。

下面是改编的代码:

方法一:

public class Test {     public static List<List<Integer>> generate(int numRows) {         // 创建一个二维数组         List<List<Integer>> list = new ArrayList<List<Integer>>();         for (int i = 0; i < numRows; i++) {             // 不用下标直接尾插也是可以的             list.add(i, new ArrayList<>());         }         // 开始为二维数组存放元素         for (int i = 0; i < numRows; i++) {             List<Integer> list1 = list.get(i);             //        注意这里j的条件             for (int j = 0; j <= i; j++) {                 if (i == j) {                     list1.add(1);                 }else if (j == 0) {                     list1.add(1);                 }else if (i >= 2) {                     // 实现这个代码:a[i][j] = a[i-1][j]+a[i-1][j-1];                     // 得到i-1下标数组的j位置的值  得到i-1下标数组的j-1位置的值                      // 这个写法有问题。就像:3 = 5                     // list.get(i).get(j) = list.get(i-1).get(j)  + list.get(i-1).get(j-1);                     // 这个就是对上面的代码进行翻译一下                     int t  = list.get(i - 1).get(j) + list.get(i - 1).get(j - 1);                     list1.add(j , t);                 }             }         }         return list;     }     public static void main(String[] args) {         List<List<Integer>> listList = generate(5);         for (List<Integer> list : listList) {             for (Integer x : list) {                 System.out.print(x+" ");             }             System.out.println();         }     } }

方法二: 

public class TestDrive {     public static List<List<Integer>> generate(int numRows) {         // 创建一个二维数组         List<List<Integer>> list = new ArrayList<List<Integer>>();         for (int i = 0; i < numRows; i++) {             // 不用下标直接尾插也是可以的             list.add(i, new ArrayList<>());             // 为二维数组的每一位元素的初始化为0             for (int j = 0; j < numRows; j++) {                 list.get(i).add(j,0);             }         }         // 开始为二维数组存放元素         for (int i = 0; i < numRows; i++) {             List<Integer> list1 = list.get(i);             //      注意这里的j和方法进行区别             for (int j = 0; j < numRows; j++) {                 if (i == j) {                     // 因为所有元素都有初始值了,所以这里就都是set而不是add                     list1.set(j,1);                 }else if (j == 0) {                     list1.set(j,1);                 }else if (i >= 2) {                     int t  = list.get(i - 1).get(j) + list.get(i - 1).get(j - 1);                     list1.set(j , t);                 }             }         }         return list;     }     public static void main(String[] args) {         List<List<Integer>> listList = generate(5);         for (List<Integer> list : listList) {             for (Integer x : list) {                 if (x != 0) {                     System.out.print(x+" ");                 }             }             System.out.println();         }     } } 

方法一与方法二的区别:

方法二就是完全对前面代码的改编。因为前面我们在创建一个二维数组的同时是进行了初始化的,所以这里的所有元素都是有初始值的。但我们用顺序表来创建二维数组的时候,如果没有初始化,那么其值就是null,这个是不能参与运算的。因此,我们要手动的置为0,这样就可以参与运算了,否则就会发生异常。

方法一就是改进了方法二的不足之处。既然你不初始化,在运算时,会发生异常,那么我就把你的范围卡在只参与运算的部分。也就是 j <= i 。我们仔细观察会发现杨辉三角是一个等腰直角三角形。如下图:

杨辉三角练习完了,接下来,就要进入重磅戏了:扑克洗牌算法。 

扑克洗牌算法 

要求:

1. 生成一副扑克牌。

2. 并且把这副扑克牌打乱。

3. 发给3个人,每人每轮发一张,总共发5轮。 

一张一张的牌,一张牌包括牌面值和花色 

// 一张牌 public class Card {     public int rank; // 牌面值     public String suit; // 对应的花色      public Card(int rank, String suit) {         this.rank = rank;         this.suit = suit;     }      @Override     public String toString() {         return ""+suit+rank+" ";     } } 

有了一张一张的牌,就可以生成一副牌和存放牌的容器,也就是顺序表

public class Cards {     // 生成牌的四色     public static final String suit[] = {"♠","♣","♥","♦"};     public List<Card> cardList;      // 在new一个对象的时候,就会生成存储一副牌的数组     public Cards() {         this.cardList = new ArrayList<>();     }      // 生成一副牌     // 为了方便,这里的牌面值都用数字表示     public List<Card> generateCards() {         for (int i = 1; i <= 14; i++) {             int count = 0;             for (int j = 0; j < suit.length; j++) {                 // 生成一张牌                 Card card = new Card(i, suit[j]);                 // 把牌存放到数组中                 cardList.add(card);                 if (i > 13 && count < 2) {                     count++;                 }                 if (count == 2) {                     break;                 }             }         }         return cardList;     } }

接下来就是要开始洗牌了。

    // 洗牌     public void shuffle() {         // 通过随机下标进行交换         Random random = new Random();         // i=0就是自己和自己交换了         for (int i = cardList.size()-1; i > 0; i--) {             // 生成[0,i)之间的值,也就是[0,i-1]             int index = random.nextInt(i);             swap(cardList, index, i);         }     }      private void swap(List<Card> cardList, int index, int i) {         // 交换index和i下标对应的数组元素         // int tmp = a; a = b; b = tmp;         Card tmp = cardList.get(i);         // 把i下标的值,改为index下标对应的值         cardList.set(i, cardList.get(index));         cardList.set(index, tmp);     }

 发牌

    // 发牌     // 给3人发5轮牌,每人每轮发一张     public List<List<Card>> dealCards() {         // 创建一个二维数组         List<List<Card>> listList = new ArrayList<>();         for (int i = 0; i < 3; i++) {             listList.add(new ArrayList<>());         }         for (int i = 0; i < 5; i++) {             for (int j = 0; j < 3; j++) {                 // 第j个人拿到第0下标的牌                 listList.get(j).add(cardList.get(0)); // 假设从最上面开始拿                 // 每拿一张就少一张                 cardList.remove(0);             }         }         return listList;     }

测试:

public class Test {     public static void main(String[] args) {         // 生成一副牌         Cards cards = new Cards();         List<Card> cardList = cards.generateCards();         System.out.println(cardList);          // 开始洗牌——将牌的顺序打乱         cards.shuffle();         System.out.println(cardList);          // 开始发牌         List<List<Card>> listList = cards.dealCards();           // 查看结果         int i = 1;         for (List<Card> list: listList) {             System.out.print("第"+i+"个人拿到的牌:");             for (Card x : list) {                 System.out.print(x+" ");             }             i++;             System.out.println();         }     } }

 好啦!本期 数据结构之ArrayList与顺序表(下)的学习就到此结束啦!我们下一期再一起学习吧!

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