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FH-Hof
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Richard Göbel
FH-Hof
Beispiel Studenten einer Vorlesung
Datentyp Arraypublic class Vorlesung{
String bezeichnung;Dozent dozent;int sws;int ects;Student[] teilnehmer;
int anzTeilnehmer;}
Ansatz Array
Wahl der Größe des Array?
Vergrößerung des Array?
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Darstellung - Anfangsgröße
Maximale Größe oder typische Größe wählen?
Studenten für jede Vorlesung speichern:
Typische Größe: 40?
Maximale Größe: 50, 100, 200?
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Speicherplatzverbrauch – Beispiel
Teilnehmer
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Alternativer Ansatz
Erzeugen eines Arrays mit einer typische Größe
Vergrößern der Kapazität des Arrays:
Erzeugung eines neuen Arrays
Kopieren der vorhandenen Elemente in das neue
Array
Ersetzen des alten durch das neue Array
Wie sollte die Größe eines Array wachsen?
um ein Element?
um eine konstante Zahl (z.B. 10)?
um einen konstanten Faktor (also exponentiell)?
Standardlösung: ArrayList
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ArrayList- Übersicht
Datentyp
Konstruktoren
Kapazität Vergrößern
Objekt einfügen
Objekt lesen
Objekt ersetzen
Beispiele
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ArrayList - Attribute
public class ArrayList<E>
{
private E[] elementData;
private int size;
public int size()
{
return size;
}
. . .
}
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ArrayList - Konstruktoren
public ArrayList(int initialCapacity)
{
if (initialCapacity < 0)
throw new IllegalArgumentException(
"Illegal Capacity: “ + initialCapacity);
elementData = (E[]) new Object[initialCapacity];
}
public ArrayList()
{
this(10);
}
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ArrayList - Kapazität Vergrößern
public void ensureCapacity(int minCapacity)
{
int oldCapacity = elementData.length;
if (minCapacity > oldCapacity)
{
Object oldData[] = elementData;
int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1;
if (newCapacity < minCapacity)
newCapacity = minCapacity;
elementData = (E[]) new Object[newCapacity];
System.arraycopy(oldData,0,elementData,0, size);
}
}
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ArrayList - Objekt einfügen
public boolean add(E o)
{
ensureCapacity(size + 1);
elementData[size++] = o;
return true;
}
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ArrayList - Objekt lesen
public E get(int index) {
if (index<0 || index>=size)
throw new IndexOutOfBoundsException( "Index: "+index+", Size: "+size);
return elementData[index];
}
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ArrayList - Objekt ersetzen
public E add(int index, E element)
{
if (index<0 || index>=size)
throw new IndexOutOfBoundsException( "Index: "+index+", Size: "+size);
E oldValue = elementData[index];
elementData[index] = element;
return oldValue;
}
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ArrayList – Beispiel I
ArrayList<String> l = new ArrayList<String>();
for (int i = 0; i < 100; i++)
{
l.add("Element " + i);
System.out.println(i + ": " + l.get(i));
System.out.println("size: " + l.size());
System.out.println(
"capacity: " + l.toArray().length);
}
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ArrayList – Beispiel II
l.add(150, "Element 150");
System.out.println("150: " + l.get(150));
System.out.println("size: " + l.size());
System.out.println("capacity: " + l.toArray().length);
l.add(1000, "Element 1000");
System.out.println("1000: " + l.get(150));
System.out.println("size: " + l.size());
System.out.println("capacity: " + l.toArray().length);
FH-Hof
ArrayList - Diskussion
Niedriger durchschnittlicher Zeitaufwand für
das Einfügen O(1), (schlechtester Fall: O(n))
und den wahlfreien Zugriff O(1)
Geringer zusätzlicher Verbrauch an Speicherplatz
Hoher Kopieraufwand speziell bei dem Vergrößern
großer Listen
FH-Hof
LinkedList - Konzept
Motivation: Verkettete Listen vermeiden
Kopieraufwand beim Einfügen
Für jedes Objekt der Liste existiert ein
Listenobjekt mit drei Referenzen
Jeweils eine Referenz verweist auf Vorgänger
und Nachfolger in der Liste
Eine Referenz verweist auf das enthaltene
Element
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Verkettete Liste - Attribute und Konstruktor
public class LinkedList<E>{
private Entry<E> header = new Entry<E>(null, null, null);private int size = 0;
public LinkedList() {
header.next = header.previous = header;}
public int size() {
return size; }
. . .}
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Listenelement - Attribute und Konstruktor
private static class Entry<E> {
E element;Entry<E> next;Entry<E> previous;
Entry(E element, Entry<E> next, Entry<E> previous) {
this.element = element;this.next = next;this.previous = previous;
}}
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LinkedList - Attribut eines Listenelements
String element;
Entry<String> next;
Entry<String> previous;
”abc” ”def” ”ghi”
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Klasse LinkedList - Methode add
public boolean add(E o) {
addBefore(o, header);return true;
}
private Entry<E> addBefore(E o, Entry<E> e) {
Entry<E> newEntry = new Entry<E>(o, e, e.previous);
newEntry.previous.next = newEntry;
newEntry.next.previous = newEntry;
size++;
return newEntry;
}
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Klasse LinkedList - Methode get
public E get(int index) {
return entry(index).element;}
private Entry<E> entry(int index){
if (index < 0 || index >= size) throw new IndexOutOfBoundsException(…);
Entry<E> e = header; if (index < (size >> 1))
{for (int i = 0; i <= index; i++) e =
e.next; }
else {
for (int i = size; i > index; i--) e = e.previous;
} return e;}
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Klasse LinkedList - Methode set
public E set(int index, E element) {
Entry<E> e = entry(index);E oldVal = e.element;e.element = element;return oldVal;
}
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LinkedList - Beispiel
LinkedList<String> l = new LinkedList<String> ();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
l.add("Element " + i);
System.out.println(i + ": " + l.get(150));
System.out.println ("size: " + l.size());
}
l.set(10, "Element 10");
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LinkedList - Diskussion
Niedriger Zeitaufwand für das Einfügen O(1)
Hoher Aufwand für den wahlfreien Zugriff O(n)
Für jedes Element der Liste wird genau ein Objekt
der Klasse Entry benötigt.
