Java Bag 数据结构实现及测试代码示例

本示例展示了 Java 中 Bag 数据结构的简单实现，以及使用 main 函数进行测试的代码。

Bag 类实现

import java.util.Objects;
import java.util.Random;

public class Bag {
    private Object[] items; // 用于存储物品的数组
    private int size; // 记录物品数量

    public Bag() {
        items = new Object[100]; // 创建一个最多可容纳100个物品的空袋
        size = 0; // 初始物品数量为0
    }

    // 将项目添加到此袋子列表项目的末端
    public void insert(Object item) {
        if (size >= items.length) {
            throw new RuntimeException("Bag is full"); // 如果袋子已满，则抛出异常
        }
        items[size] = item; // 将项目添加到末端
        size++; // 物品数量增加
    }

    // 移除此袋末端的物品
    public void removeLast() {
        if (size == 0) {
            throw new RuntimeException("Bag is empty"); // 如果袋子为空，则抛出异常
        }
        items[size-1] = null; // 将末端物品置为空
        size--; // 物品数量减少
    }

    // 按随机索引从此Bag中删除项目
    public void removeRandom() {
        if (size == 0) {
            throw new RuntimeException("Bag is empty"); // 如果袋子为空，则抛出异常
        }
        Random random = new Random();
        int randomIndex = random.nextInt(size); // 生成一个随机索引
        items[randomIndex] = items[size-1]; // 将随机索引处的物品替换为末端物品
        items[size-1] = null; // 将末端物品置为空
        size--; // 物品数量减少
    }

    // 从这个包中获取一个项目的第一个匹配项的索引
    public int get(Object item) {
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            if (Objects.equals(item, items[i])) {
                return i; // 返回第一个匹配项的索引
            }
        }
        return -1; // 如果找不到匹配项，则返回-1
    }

    // 获取对位于此袋的位置索引处的项目的引用
    public Object get(int index) {
        if (index < 0 || index >= size) {
            throw new IndexOutOfBoundsException("Index out of bounds"); // 如果索引超出界限，则抛出异常
        }
        return items[index]; // 返回索引处的项目
    }

    // 返回此袋子尺寸中的物品数量
    public int size() {
        return size;
    }

    // 检查这个袋子是否是空的
    public boolean isEmpty() {
        return size == 0;
    }

    // 清空这个袋子
    public void makeEmpty() {
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            items[i] = null; // 将所有物品置为空
        }
        size = 0; // 物品数量归零
    }
}

// IndexOutOfBoundException的子类，用于表示索引超出界限的异常
class IndexOutOfBoundsException extends RuntimeException {
    public IndexOutOfBoundsException(String message) {
        super(message);
    }
}

### 测试 `main` 函数

```java
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Bag bag = new Bag();

        // 测试插入物品
        bag.insert("item1");
        bag.insert("item2");
        bag.insert("item3");
        System.out.println("Bag size: " + bag.size()); // 预期输出: 3

        // 测试获取物品的索引和引用
        int index = bag.get("item2");
        System.out.println("Index of 'item2': " + index); // 预期输出: 1
        Object item = bag.get(index);
        System.out.println("Item at index " + index + ": " + item); // 预期输出: item2

        // 测试移除物品
        bag.removeRandom();
        System.out.println("Bag size after removing a random item: " + bag.size()); // 预期输出: 2
        bag.removeLast();
        System.out.println("Bag size after removing the last item: " + bag.size()); // 预期输出: 1

        // 测试清空袋子和判空
        bag.makeEmpty();
        System.out.println("Is bag empty? " + bag.isEmpty()); // 预期输出: true
    }
}

运行以上 main 函数会进行一系列的测试操作，并输出相应的结果。您可以根据需要自行修改 main 函数中的测试代码。

总结

本示例展示了 Java Bag 数据结构的基本实现和测试方法，您可以根据需要进行修改和扩展。