本節(jié)書摘來華章計(jì)算機(jī)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與抽象：Java語言描述（原書第4版）》一書中的第2章 ，第2.1.7節(jié)，［美］弗蘭克M.卡拉諾（Frank M. Carrano）　蒂莫西M.亨利（Timothy M. Henry） 著 羅得島大學(xué)　 新英格蘭理工學(xué)院 辛運(yùn)幃　饒一梅　譯 更多章節(jié)內(nèi)容可以訪問云棲社區(qū)“華章計(jì)算機(jī)”公眾號查看。

2.1.7　刪除項(xiàng)的方法

我們將從包中刪除項(xiàng)的3個(gè)方法推遲到現(xiàn)在，因?yàn)?個(gè)方法中的一個(gè)有些困難，它涉及的查找機(jī)制與contains中用到的相似。我們從更容易定義的另兩個(gè)方法入手。
方法clear。方法clear從包中刪除所有的項(xiàng)，一次刪除一個(gè)。下面這個(gè)clear的定義調(diào)用方法remove，直到包為空。

循環(huán)中每次要?jiǎng)h除哪個(gè)項(xiàng)是不重要的。所以，我們調(diào)用刪除一個(gè)不確定項(xiàng)的remove方法。另外，不保存方法返回的這個(gè)項(xiàng)。
注意，因?yàn)閞emove方法將調(diào)用checkInitialization，所以clear不需要顯式地調(diào)用它。

注：我們可以根據(jù)尚未定義的方法remove來定義方法clear。但是，在定義remove之前，我們不能完全測試clear。
自測題10　修改方法clear的定義，讓它不調(diào)用isEmpty。
提示：while語句應(yīng)該有一個(gè)空循環(huán)體。

自測題11　用下列語句

替換上一段的clear定義中的循環(huán)，有什么缺點(diǎn)？
刪除不確定項(xiàng)。不帶參數(shù)的方法remove從包中刪除一個(gè)不確定項(xiàng)，只要包不為空。回憶程序清單1-1所示的接口中給出的方法的規(guī)格說明，該方法返回被它刪除的項(xiàng)：

如果方法執(zhí)行前包是空的，則返回null。
從包中刪除一個(gè)項(xiàng)，涉及從數(shù)組中刪除它。雖然我們能訪問數(shù)組bag中的任何項(xiàng)，但最后一項(xiàng)是最容易刪除的。為此，

• 訪問最后一項(xiàng)，它能被返回。
• 將項(xiàng)的數(shù)組元素設(shè)置為null。
• numberOfEntries減1。

numberOfEntries減1，就會忽略最后一項(xiàng)，意味著它已被高效地刪除了，即使我們沒有將它在數(shù)組中的位置設(shè)置為null。但是不要跳過這一步。
將前面的步驟轉(zhuǎn)換為Java程序，得到如下的方法定義：

安全說明：將數(shù)組元素bag[numberOfEntries???-???1]設(shè)置為null，標(biāo)記被刪除對象可進(jìn)行垃圾回收，并防止惡意代碼來訪問它。
安全說明：在正確計(jì)數(shù)后更新計(jì)數(shù)器。在前面的代碼中，刪除數(shù)組最后一項(xiàng)后才將numberOfEntries減1，即使計(jì)算了3次numberOfEntries-1。雖然下面的改進(jìn)可以避免這個(gè)重復(fù)，但時(shí)間上微不足道的節(jié)省不值得冒太早減小計(jì)數(shù)器帶來的不安全

風(fēng)險(xiǎn)：

不可否認(rèn)，在這種情形下，數(shù)組和計(jì)數(shù)器不同步的情況還是有可能的。不管怎樣，如果邏輯更復(fù)雜，則數(shù)組處理過程中可能會發(fā)生異常。這個(gè)中斷將導(dǎo)致已更新的計(jì)數(shù)器不準(zhǔn)確。

自測題12　為什么方法remove將從數(shù)組bag中刪除的項(xiàng)替換為null？

自測題13　前一個(gè)remove方法刪除數(shù)組bag中的最后一項(xiàng)。刪除其他項(xiàng)為什么會更難完成？

刪除給定的項(xiàng)。從包中刪除項(xiàng)的第3個(gè)方法涉及刪除給定項(xiàng)（稱為anEntry）的方法。如果項(xiàng)在包中出現(xiàn)多次，則僅刪除它的一次出現(xiàn)。沒有指定刪除哪次出現(xiàn)。我們只刪除查找時(shí)遇到的anEntry的首次出現(xiàn)。正如我們在1.2節(jié)中所討論的，方法將根據(jù)在包中是否找到這個(gè)項(xiàng)而返回真或假。
假定包不為空，則查找數(shù)組bag與方法contains所做的一樣。如果anEntry等于bag[index]，則記下index的值。圖2-4說明成功查找后的數(shù)組。
現(xiàn)在需要?jiǎng)h除bag[index]中的項(xiàng)。如果只寫

則刪除bag[index]中指向的項(xiàng)的引用，但數(shù)組中會留下空隙。即包的內(nèi)容不再占據(jù)連續(xù)的數(shù)組位置，如圖2-5a所示。我們可以移動隨后的項(xiàng)來去掉這個(gè)空隙，如圖2-5b所示，并將指向最后項(xiàng)的重復(fù)引用替換為null，如圖2-5c所示。但不一定用這個(gè)費(fèi)時(shí)的方法。

記住，我們不需要維護(hù)包中項(xiàng)的具體次序。所以刪除項(xiàng)后，不是移動數(shù)組項(xiàng)，而是用數(shù)組中最后面的項(xiàng)替換被刪除的項(xiàng)，如圖2-6所示。找到bag[index]中的anEntry后，如圖2-6a所示，將bag[numberOfEntries-1]中的項(xiàng)復(fù)制到bag[index]中（見圖2-6b）。然后將bag[numberOfEntries-1]中的項(xiàng)替換為null，如圖2-6c所示，最后numberOfEntries減1。
刪除給定項(xiàng)的偽代碼。現(xiàn)在將前面的討論用偽代碼寫出來，對給定的項(xiàng)anEntry，從含有它的包中刪除：

這個(gè)偽代碼假定包中含有anEntry。

在偽代碼中添加一些細(xì)節(jié)，以適應(yīng)anEntry不在包中的情形，偽代碼如下：

避免重復(fù)工作。很容易將這段偽代碼翻譯為Java方法remove。但是，如果我們這樣做了，就會發(fā)現(xiàn)新方法與刪除不確定項(xiàng)中寫過的remove方法有很多類似的地方。實(shí)際上，如果anEntry出現(xiàn)在bag[numberOfEntries-1]處，則這兩個(gè)remove方法將有完全相同的效果。為避免這樣的重復(fù)勞動，兩個(gè)remove方法可以調(diào)用一個(gè)私有方法來完成刪除操作。可以如下說明一個(gè)方法：

因?yàn)檫@是一個(gè)私有方法，所以類中的其他方法可以給它傳一個(gè)下標(biāo)作為參數(shù)，仍能讓這個(gè)下標(biāo)（實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)）對類的客戶隱藏。
在實(shí)現(xiàn)這個(gè)私有方法之前，讓我們看看是否可以用它來修改“刪除不確定項(xiàng)”中的remove方法。因?yàn)樵摲椒▌h除并返回?cái)?shù)組bag的最后一項(xiàng)，即bag[numberOfEntries-1]，所以它的定義中可以調(diào)用removeEntry(numberOfEntries-1)。繼續(xù)我們的工作，就如同removeEntry已經(jīng)定義且測試過一樣，可以如下定義remove：

這個(gè)定義看上去不錯(cuò)，我們來實(shí)現(xiàn)第二個(gè)remove方法。
第二個(gè)remove方法。第一個(gè)remove方法不查找要?jiǎng)h除的項(xiàng)，因?yàn)樗鼊h除數(shù)組中的最后一項(xiàng)。但第二個(gè)remove方法必須執(zhí)行查找。現(xiàn)在先不考慮在數(shù)組中查找一個(gè)項(xiàng)的細(xì)節(jié)，我們將這個(gè)任務(wù)委派給另一個(gè)私有方法來完成，它的規(guī)格說明如下所示。

假定這個(gè)私有方法已經(jīng)定義且測試過，我們在第二個(gè)remove方法中調(diào)用它，如下所示。

注意，removeEntry返回它刪除的項(xiàng)或者null。這正是第一個(gè)remove方法所需要的，但第二個(gè)remove方法必須返回一個(gè)布爾值。所以，在第二個(gè)方法中，我們必須將想刪除的項(xiàng)與removeEntry的返回值進(jìn)行比較，以便得到希望的布爾值。

自測題14　remove的前一個(gè)定義中的return語句能寫成下面這樣嗎？

自測題15　ArrayBag中的數(shù)組bag含有包aBag中的項(xiàng)。如果數(shù)組含有字符串"A"，"A"，"B"，"A"，"C"，為什么aBag.remove("B")將數(shù)組的內(nèi)容改變?yōu)?#34;A"，"A"，"C"，"A"，null，而不是"A"，"A"，"A"，"C"，null或"A"，"A"，null，"A"，"C"？

私有方法removeEntry的定義。現(xiàn)在回過頭來看在“刪除給定項(xiàng)的偽代碼”中為從包中刪除指定項(xiàng)而寫的偽代碼。私有方法removeEntry假定項(xiàng)的查找已經(jīng)完成，所以可以忽略偽代碼的第一步。不管怎樣，偽代碼的其他部分給出了刪除一個(gè)項(xiàng)的基本邏輯。可以修改偽代碼，如下所示。

前一段給出的第二個(gè)remove方法的定義將getIndexOf返回的整數(shù)傳給removeEntry。因?yàn)間etIndexOf可能返回-1，所以removeEntry必須對這樣一個(gè)參數(shù)值進(jìn)行查找。因此，如果包不為空（即如果numberOfEntries大于0）且givenIndex大于或等于0，則removeEntry刪除位于givenIndex的數(shù)組項(xiàng)，將它用最后一項(xiàng)來替換，并讓numberOfEntries減1。然后該方法返回刪除的項(xiàng)。但是，如果包是空的，則該方法返回null。
該方法的代碼如下所示。

找到要?jiǎng)h除的項(xiàng)。現(xiàn)在需要考慮如何在包中找到要?jiǎng)h除的項(xiàng)，這樣才可以將它的下標(biāo)傳給removeEntry。方法contains執(zhí)行與remove的定義中查找anEntry相同的機(jī)制。不幸的是，contains返回真或假，它不返回項(xiàng)在數(shù)組中的下標(biāo)。所以在定義這個(gè)方法時(shí)不能簡單調(diào)用那個(gè)方法。

設(shè)計(jì)決策：方法contains應(yīng)該返回找到項(xiàng)的下標(biāo)嗎？

我們應(yīng)該修改contains的定義，讓它返回一個(gè)下標(biāo)而不是一個(gè)布爾值嗎？不應(yīng)該。作為一個(gè)公有方法，contains不應(yīng)該給客戶提供這樣的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。客戶不應(yīng)該期望得到放在數(shù)組中的包的項(xiàng)，因?yàn)樗鼈儧]有具體的次序。不應(yīng)改變contains的規(guī)格說明，而是應(yīng)該遵循最初的規(guī)劃，定義一個(gè)私有方法來查找一個(gè)項(xiàng)并返回它的下標(biāo)。

getIndexOf的定義。getIndexOf的定義與contains的定義很像，我們記得方法contains中它的循環(huán)是這樣的：

這個(gè)循環(huán)結(jié)構(gòu)適合于方法getIndexOf，但當(dāng)找到項(xiàng)時(shí)必須保存index的值。該方法將返回這個(gè)下標(biāo)而不是一個(gè)布爾值。
為修改前面這個(gè)循環(huán)以便將其用在getIndexOf中，我們定義一個(gè)整數(shù)變量where來記錄當(dāng)anEntry等于bag[index]時(shí)index的值。所以getIndexOf是這樣的：

方法getIndexOf返回where的值。注意，我們將where初始化為-1，這是沒找到anEntry時(shí)返回的值。

自測題16　在方法getIndexOf的return語句之前，能添加什么assert語句來表示方法能夠返回的可能值？

自測題17　修改方法getIndexOf的定義，讓它不使用布爾值。

旁白：正向思考

與方法contains不一樣，方法getIndexOf將布爾變量found僅用來控制循環(huán)，而不是作為返回值。所以我們可以修改邏輯，避免取反操作符!的使用。
我們使用變量stillLooking來替代found，并將它初始化為真。然后可以將布爾表達(dá)式!found替換為stillLooking，如你在下面的方法getIndexOf的定義中所見：

如果在數(shù)組中找到anEntry，則將stillLooking設(shè)置為假來結(jié)束循環(huán)。有些程序員傾向于正向思考，如這個(gè)版本中所述，而另一些人覺得!found就已經(jīng)非常清楚了。

方法contains定義的修改。完成remove和它們調(diào)用的私有方法的定義后，我們知道方法contains可以調(diào)用私有方法getIndexOf，得到比方法contains中更簡單的定義。我們記得，如果anEntry在包中，則表達(dá)式getIndexOf(anEntry)返回0～numberOfEntries-1的一個(gè)整數(shù)，否則返回-1。即如果anEntry在包中，則getIndexOf(anEntry)大于-1。所以可以定義contains如下：

因?yàn)橐呀?jīng)修改了contains的定義，所以應(yīng)該再次測試它。為此，我們還要測試私有方法getIndexOf。

注：方法contains和remove都必須執(zhí)行類似的對項(xiàng)的查找。將查找功能單獨(dú)放在方法contains和remove都能調(diào)用的一個(gè)私有方法中，使得我們的代碼更易調(diào)試及維護(hù)。這個(gè)策略與在兩個(gè)remove方法都調(diào)用的私有方法removeEntry中定義刪除操作時(shí)用到的一樣。
設(shè)計(jì)決策：什么方法應(yīng)該調(diào)用checkInitialization？

類ArrayBag的關(guān)鍵點(diǎn)是數(shù)組bag的分配。你已經(jīng)看到，像add這樣依賴于這個(gè)數(shù)組的方法，是從調(diào)用checkInitialization開始的，以確保構(gòu)造方法已經(jīng)完全初始化了ArrayBag對象，包括數(shù)組的分配。而我們可以堅(jiān)持在直接涉及數(shù)組bag的每個(gè)方法中調(diào)用checkInitialization，不過我們選擇更加靈活的做法。例如，私有方法getIndexOf和removeEntry直接訪問bag，但它們不調(diào)用checkInitialization。為什么？刪除給定項(xiàng)的remove方法調(diào)用getIndexOf和removeEntry。如果這兩個(gè)私有方法都調(diào)用checkInitialization，則它被公有方法調(diào)用兩次。所以，對于這個(gè)具體實(shí)現(xiàn)來說，我們在公有方法中調(diào)用checkInitialization，并為這兩個(gè)私有方法添加一個(gè)前置條件來說明checkInitialization必須要先調(diào)用。因?yàn)樗鼈兪撬接蟹椒?#xff0c;所以這樣的前置條件只給我們這些實(shí)現(xiàn)者和維護(hù)者使用。一旦做了這個(gè)決策，其他的remove方法和contains方法都必須調(diào)用checkInitialization，因?yàn)樗鼈兌贾徽{(diào)用這兩個(gè)私有方法中的一個(gè)。
注意，私有方法getIndexOf和removeEntry都執(zhí)行一個(gè)已定義的任務(wù)。它們不再為第二個(gè)任務(wù)（檢查初始化）負(fù)責(zé)。

程序設(shè)計(jì)技巧：即使可能已經(jīng)有了方法的正確定義，但如果你想到了一個(gè)更好的實(shí)現(xiàn)，也不要猶豫地去修改它。肯定要再次測試方法！

測試。我們的ArrayBag類基本上完成了。可以使用前面測試remove和clear的測試方法了——我們假定它們是正確的。從一個(gè)沒滿的包開始，在線程序ArrayBagDemo3刪除包中的項(xiàng)直到它為空時(shí)為止。它還包括了從滿包開始的類似的測試。最后，應(yīng)該將前面的測試整合起來再次運(yùn)行它們。在本書在線網(wǎng)站的源代碼中，測試程序是ArrayBagDemo，完整的類是ArrayBag。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的《数据结构与抽象：Java语言描述（原书第4版）》一2.1.7　删除项的方法的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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