CS61B 课程笔记（Lecture 14 Exceptions, Iterators, Iterables）

列表、集合和数组集合

6.1 列表、集合和数组集合 · Hug61B

列表：数据结构，用于存储元素的有序集合。
集合：存储唯一元素的无序集合。
数组集合：自定义集合类。

6.2 抛出异常 · Hug61B

异常：程序执行中出现的错误，导致控制流停止。
抛出异常：通过 throw 语句手动触发异常。

6.3 迭代 · Hug61B

迭代：遍历集合或列表中的元素。

异常处理

列表和集合的使用

在本节中，我们将学习如何使用 Java 内置的 List 和 Set 数据结构，并构建我们自己的 ArraySet。

示例代码：

List61B<Integer> L = new AList<>();
L.addLast(5);
L.addLast(10);
L.addLast(15);
L.print();

Java 内置列表

Java 提供了 List 接口和多种实现（如 ArrayList），使用时需实例化实现类。

示例代码：

import java.util.List;
import java.util.ArrayList;

public class Example {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> L = new ArrayList<>();
        L.add(5);
        L.add(10);
        System.out.println(L);
    }
}

集合

集合是唯一元素的集合。Java 提供了 Set 接口及其实现（如 HashSet）。

示例代码：

import java.util.Set;
import java.util.HashSet;

Set<String> s = new HashSet<>();
s.add("东京");
s.add("拉各斯");
System.out.println(s.contains("东京")); // true

Python 集合

Python 中使用 set() 来创建集合，检查元素是否存在使用 in 关键字。

示例代码：

s = set()
s.add("东京")
s.add("拉各斯")
print("东京" in s)  # True

自定义 ArraySet

目标是实现一个包含以下方法的 ArraySet：

add(value)：添加值，如果不存在则添加。
contains(value)：检查值是否在集合中。
size()：返回集合的大小。

当前代码：

import java.util.Iterator;

public class ArraySet<T> implements Iterable<T> {
    private T[] items;
    private int size;

    public ArraySet() {
        items = (T[]) new Object[100];
        size = 0;
    }

    public boolean contains(T x) {
        for (int i = 0; i < size; i += 1) {
            if (items[i].equals(x)) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

    public void add(T x) {
        if (contains(x)) {
            return;
        }
        items[size] = x;
        size += 1;
    }

    public int size() {
        return size;
    }
}

抛出异常

NullPointerException

当尝试将 null 添加到 ArraySet 时，contains 方法中的 items[i].equals(x) 会抛出异常。

更新的 add 方法：

public void add(T x) {
    if (x == null) {
        throw new IllegalArgumentException("不能添加 null");
    }
    if (contains(x)) {
        return;
    }
    items[size] = x;
    size += 1;
}