介绍
在 Java 中,交换基本数据类型(primitive data types)非常简单,可以通过简单的变量赋值来实现。然而,交换非基本数据类型(如对象)可能会比较复杂。幸运的是,java.util.Collections
类提供了一个 swap()
方法,可以轻松地交换列表中基本和非基本数据类型的元素。在本实验中,你将学习如何使用 Collections.swap()
方法创建一个交换函数。
在 Java 中,交换基本数据类型(primitive data types)非常简单,可以通过简单的变量赋值来实现。然而,交换非基本数据类型(如对象)可能会比较复杂。幸运的是,java.util.Collections
类提供了一个 swap()
方法,可以轻松地交换列表中基本和非基本数据类型的元素。在本实验中,你将学习如何使用 Collections.swap()
方法创建一个交换函数。
首先,在 ~/project
目录下创建一个名为 SwapFunction.java
的 Java 文件。
touch ~/project/SwapFunction.java
java.util
库导入 java.util
库以在 Java 文件中使用 Collections
类。
import java.util.*;
声明一个可以接受任意数据类型列表的函数。你可以使用 Java 的泛型(Generics)特性来指定数据类型。在这个示例中,我们将构建一个名为 swapElements
的函数,它接受一个 String
对象的 ArrayList
,并交换指定索引处的两个元素。
public class SwapFunction {
public static <T> void swapElements(ArrayList<T> list, int index1, int index2){
// swap code goes here
}
}
Collections.swap()
方法实现交换函数在 swapElements
函数中,使用 Collections.swap()
方法来交换指定索引处的元素。
public class SwapFunction {
public static <T> void swapElements(ArrayList<T> list, int index1, int index2){
Collections.swap(list, index1, index2);
}
}
通过创建一个 String
对象的 ArrayList
,添加一些元素,然后交换两个元素来测试 swapElements
函数。
public class SwapFunction {
public static <T> void swapElements(ArrayList<T> list, int index1, int index2){
Collections.swap(list, index1, index2);
}
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList("apple", "banana", "orange", "kiwi"));
System.out.println("Before Swap: " + list);
swapElements(list, 0, 2);
System.out.println("After Swap: " + list);
}
}
保存 Java 文件,然后编译并运行它。
javac ~/project/SwapFunction.java && java SwapFunction
你应该会看到以下输出:
Before Swap: [apple, banana, orange, kiwi]
After Swap: [orange, banana, apple, kiwi]
通过多次调用 Collections.swap()
方法,swapElements
函数也可以用于交换列表中的多个元素。
public class SwapFunction {
public static <T> void swapElements(ArrayList<T> list, int index1, int index2){
Collections.swap(list, index1, index2);
}
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList("apple", "banana", "orange", "kiwi"));
System.out.println("Before Swap: " + list);
swapElements(list, 0, 3);
swapElements(list, 1, 2);
System.out.println("After Swap: " + list);
}
}
保存 Java 文件,然后编译并运行它。
javac ~/project/SwapFunction.java && java SwapFunction
你应该会看到以下输出:
Before Swap: [apple, banana, orange, kiwi]
After Swap: [kiwi, orange, banana, apple]
如果指定的索引超出了列表的范围,swapElements
函数将抛出 IndexOutOfBoundsException
异常。为了处理这种情况,可以在函数中添加一个 try-catch
块。
public class SwapFunction {
public static <T> void swapElements(ArrayList<T> list, int index1, int index2){
try {
Collections.swap(list, index1, index2);
} catch (IndexOutOfBoundsException e) {
System.out.println("Error: " + e.getMessage());
}
}
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList("apple", "banana", "orange", "kiwi"));
System.out.println("Before Swap: " + list);
swapElements(list, 0, 4); // out of bounds index
swapElements(list, 1, 2);
System.out.println("After Swap: " + list);
}
}
保存 Java 文件,然后编译并运行它。
javac ~/project/SwapFunction.java && java SwapFunction
你应该会看到以下输出:
Before Swap: [apple, banana, orange, kiwi]
Error: Index 4 out of bounds for length 4
After Swap: [apple, orange, banana, kiwi]
你也可以通过将数组转换为列表,使用 swapElements
函数来交换数组中的元素。
public class SwapFunction {
public static <T> void swapElements(ArrayList<T> list, int index1, int index2){
try {
Collections.swap(list, index1, index2);
} catch (IndexOutOfBoundsException e) {
System.out.println("Error: " + e.getMessage());
}
}
public static void main(String[] args) {
String[] array = {"apple", "banana", "orange", "kiwi"};
ArrayList<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList(array));
System.out.println("Before Swap: " + list);
swapElements(list, 0, 3);
swapElements(list, 1, 2);
System.out.println("After Swap: " + list);
}
}
保存 Java 文件,然后编译并运行它。
javac ~/project/SwapFunction.java && java SwapFunction
你应该会看到以下输出:
Before Swap: [apple, banana, orange, kiwi]
After Swap: [kiwi, orange, banana, apple]
swapElements
函数也可以用于交换自定义对象列表中的元素。定义一个包含 name
和 age
字段的 Person
类,然后创建一个 Person
对象列表,并交换列表中的两个元素。
public class Person {
private String name;
private int age;
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public String toString() {
return name + " (" + age + ")";
}
}
public class SwapFunction {
public static <T> void swapElements(ArrayList<T> list, int index1, int index2){
try {
Collections.swap(list, index1, index2);
} catch (IndexOutOfBoundsException e) {
System.out.println("Error: " + e.getMessage());
}
}
public static void main(String[] args) {
ArrayList<Person> list = new ArrayList<>();
list.add(new Person("Alice", 25));
list.add(new Person("Bob", 30));
list.add(new Person("Charlie", 35));
list.add(new Person("David", 40));
System.out.println("Before Swap: " + list);
swapElements(list, 0, 3);
swapElements(list, 1, 2);
System.out.println("After Swap: " + list);
}
}
保存 Java 文件,然后编译并运行它。
javac ~/project/SwapFunction.java && java SwapFunction
你应该会看到以下输出:
Before Swap: [Alice (25), Bob (30), Charlie (35), David (40)]
After Swap: [David (40), Charlie (35), Bob (30), Alice (25)]
在本实验中,你学习了如何使用 Collections.swap()
方法创建一个 Java swap()
函数。你学习了如何创建一个接受任意数据类型列表的函数,如何使用 Collections.swap()
方法交换指定索引处的两个元素,以及如何处理异常。你还学习了如何交换数组中的元素以及自定义对象列表中的元素。