Listen Richard Göbel.

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1 Listen Richard Göbel

2 Beispiel Studenten einer Vorlesung
Datentyp Array public class Vorlesung { String bezeichnung; Dozent dozent; int sws; int ects; Student[] teilnehmer; int anzTeilnehmer; } Ansatz Array Wahl der Größe des Array? Vergrößerung des Array?

3 Darstellung - Anfangsgröße
Maximale Größe oder typische Größe wählen? Studenten für jede Vorlesung speichern: Typische Größe: 40? Maximale Größe: 50, 100, 200?

4 Speicherplatzverbrauch – Beispiel
Teilnehmer

5 Erzeugen eines Arrays mit einer typische Größe
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

6 ArrayList- Übersicht Datentyp Konstruktoren Kapazität Vergrößern Objekt einfügen Objekt lesen Objekt ersetzen Beispiele

7 ArrayList - Attribute public class ArrayList<E> { private E[] elementData; private int size; public int size() return size; } . . .

8 ArrayList - Konstruktoren
public ArrayList(int initialCapacity) { if (initialCapacity < 0) throw new IllegalArgumentException( "Illegal Capacity: “ + initialCapacity); elementData = (E[]) new Object[initialCapacity]; } public ArrayList() this(10);

9 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); }

10 ArrayList - Objekt einfügen
public boolean add(E o) { ensureCapacity(size + 1); elementData[size++] = o; return true; }

11 ArrayList - Objekt lesen
public E get(int index) { if (index<0 || index>=size) throw new IndexOutOfBoundsException( "Index: "+index+", Size: "+size); return elementData[index]; }

12 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; }

13 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); }

14 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));

15 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

16 Motivation: Verkettete Listen vermeiden Kopieraufwand beim Einfügen
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

17 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; . . .

18 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; }

19 LinkedList - Attribut eines Listenelements
String element; Entry<String> next; Entry<String> previous; ”abc” ”def” ”ghi”

20 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;

21 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;

22 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; }

23 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");

24 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.