笔试算法题一共是有4道，第一道是手搓模拟实现一个ArrayList，第二道是判断字符串是否回文，第三道是用代码实现1到2种设计模式。
目录
一.模拟实现ArrayList
二.判断字符串是否回文
▐ 解法一
▐ 解法二
▐ 解法三
三.代码实现设计模式
一.模拟实现ArrayList
首先，要实现一个ArrayList就必须得知道ArrayList有哪些方法，他相较于别的数据结构有什么特性。
顺序表是一种线性数据结构，是数据元素按照线性顺序存储的数据结构，通常使用数组实现。顺序表中的元素以一定的顺序排列，每个元素都可以通过下标来进行访问。顺序表支持随机访问，可以快速地访问任意一个元素，但插入或删除元素时需要移动其余元素，效率较低。
这是ArrayList的API文档：ArrayList - Java17中文文档
我们可以基于数组实现ArrayList
public int[] arr;//使用数组来实现ArrayListpublic int usedSize;//public static final int DEFAULT_SIZE = 10;有了基础的数据结构以后，我们就可以通过其中的 usedSize 和 arr 灵活的去操作顺序表。
对于ArrayList我们至少要实现以下的一些功能
public interface Ilist {// 新增元素,默认在数组最后新增public void add(int data);// 在 pos 位置新增元素public void add(int pos, int data);// 判定是否包含某个元素public boolean contains(int toFind);// 查找某个元素对应的位置public int indexOf(int toFind);// 获取 pos 位置的元素public int get(int pos);// 给 pos 位置的元素设为 valuepublic void set(int pos, int value);//删除第一次出现的关键字keypublic void remove(int toRemove);// 获取顺序表长度public int size();// 清空顺序表public void clear();
}
对应上述的接口，可以按照如下实现
import java.util.Arrays;public class MyArrayList implements Ilist {public int[] arr;public int usedSize;public static final int DEFAULT_SIZE = 5;public MyArrayList() {arr = new int[DEFAULT_SIZE];}public void display() {for (int x : arr) {System.out.print(x + " ");}System.out.println();}// 新增元素,默认在数组最后新增public void add(int data) {//判断满了之后要扩容if (arr.length == usedSize) {arr = Arrays.copyOf(arr, DEFAULT_SIZE * 2);}arr[usedSize] = data;usedSize++;}// 在 pos 位置新增元素public void add(int pos, int data) {cheakPos(pos);//判断满了之后要扩容if (arr.length == usedSize) {arr = Arrays.copyOf(arr, DEFAULT_SIZE * 2);}//移动元素留出空位for (int i = usedSize - 1; i >= pos; i--) {arr[i + 1] = arr[i];}arr[pos] = arr[pos - 1];//给pos位置元素赋值arr[pos - 1] = data;usedSize++;}// 判定是否包含某个元素public boolean contains(int toFind) {for (int i = 0; i < usedSize; i++) {if (arr[i] == toFind)return true;}return false;}// 查找某个元素对应的位置public int indexOf(int toFind) {for (int i = 0; i < usedSize; i++) {if (arr[i] == toFind)return i + 1;}return -1;}// 获取 pos 位置的元素public int get(int pos) {//检查输入位置是否合法cheakPos(pos);//检查顺序表是否为空cheakEmpty();return arr[pos];}// 给 pos 位置的元素设为 valuepublic void set(int pos, int value) {//检查输入位置是否合法cheakPos(pos);//检查顺序表是否为空cheakEmpty();arr[pos-1] = value;}//删除第一次出现的关键字keypublic void remove(int toRemove) {//检查顺序表是否为空cheakEmpty();int delPos = indexOf(toRemove);for (int i = delPos; i < usedSize; i++) {arr[i-1] = arr[i];}arr[usedSize-1] = arr[usedSize];usedSize--;}// 获取顺序表长度public int size() {//检查顺序表是否为空cheakEmpty();return usedSize;}// 清空顺序表public void clear() {usedSize = 0;}private void cheakPos(int pos) {if (pos < 0 || pos > usedSize)throw new ExceptionOfPos("pos位置不能为：" + pos);}private void cheakEmpty() {if (usedSize == 0)throw new ExceptionOfEmpty("当前顺序表为空，无法操作");}
}
最后俩个自定义异常用来处理 pos 位置非法和顺序表为空。
二.判断字符串是否回文
这道题目在leetcode上也是有资源的，这里将链接给出：LCR 018. 验证回文串 - 力扣（LeetCode）
给定一个字符串 s ，验证 s 是否是 回文串 ，只考虑字母和数字字符，可以忽略字母的大小写。本题中，将空字符串定义为有效的 回文串 。
示例 1:
输入: s = "A man, a plan, a canal: Panama" 输出: true 解释："amanaplanacanalpanama" 是回文串
示例 2:
输入: s = "race a car" 输出: false 解释："raceacar" 不是回文串
▐ 解法一
可以采用双指针法，设置俩个指针分别指向字符串的首个和末尾元素，然后利用他们挨个遍历比较。
首先将原有的字符串去除大写，通过 toLowerCase 将原字符串全部转化为小写，并且通过 replaceAll 利用正则表达式将所有的非字母非数字的元素全部删除掉，然后就得到了一个不包含其他字符的字符串。
在得到这么一个字符串后，为了方便我们遍历其中的每个元素，我们可以将这个字符串转化为字符数组，然后定义一个左右双指针来遍历整个数组，如果在其中某一个步骤首尾元素不相同，我们就直接返回 false 。正常情况则继续遍历下一轮，最后得出结论。
class Solution {public boolean isPalindrome(String s) {s= s.toLowerCase().replaceAll("[^a-z0-9]", "");char[] charArray = s.toCharArray();int first = 0;int last = charArray.length - 1;while (first <= last) {if (charArray[first] != charArray[last]) {return false;}first++;last--;}return true;}
}▐ 解法二
我们可以采取直接对比原字符串和该字符串的镜像字符串，如果他们相同，则说明他们是回文串。
要实现这样的对比，首先第一步要做的还是对字符串的过滤，需要将其中的特殊字符和大小写过滤掉，为了方便操作，我们使用 StringBuffer 来进行字符串的拼接操作，我们对字符串的每一个字符都进行判断，只有该字符是字母和数字的时候才将其放入 StringBuffer 进行拼接。
最后对于得到的完整字符串，我们再调用 reverse 方法对齐进行镜像的反转，然后将俩个字符串对比得出结论。
class Solution {public boolean isPalindrome(String s) {// 创建一个StringBuffer对象来存储处理后的字符StringBuffer buffer = new StringBuffer();// 遍历输入字符串for (int i = 0; i < s.length(); i++) {char c = s.charAt(i);// 仅当字符是字母或数字时才将其加入 bufferif (Character.isLetterOrDigit(c)) {buffer.append(Character.toLowerCase(c));}}// 创建一个新的StringBuffer对象，它是buffer的反转StringBuffer rebuffer = new StringBuffer(buffer).reverse();// 检查rebuffer和buffer是否相等return buffer.toString().equals(rebuffer.toString());}
}▐ 解法三
同样是使用双指针法，但不同的是我们这一次直接对原字符串进行操作，这样就可以避免浪费额外的空间去存储中间步骤。
对于双指针的基本概念这里就不再赘述，在判断的时候需要对于每一步的字符进行额外的判断，每一个步骤都要保证左指针小于右指针，并且俩个指针指向的元素必须是字母和数字。
在对俩个字符比较的时候需要调用 toLowerCase 屏蔽大小写差异。
class Solution {public boolean isPalindrome(String s) {int left = 0;int right = s.length() - 1;while (left < right) {//保证左指针的指向始终为需要判断的字母和数字while (left < right && !Character.isLetterOrDigit(s.charAt(left))) {left++;}//保证右指针的指向始终为需要判断的字母和数字while (left < right && !Character.isLetterOrDigit(s.charAt(right))) {right--;}if (left < right) {//如果左指针和右指针指向的字母不同，则直接返回falseif (Character.toLowerCase(s.charAt(left)) != Character.toLowerCase(s.charAt(right))) {return false;}//左右指针指向的元素相同，则进行下一次判断left++;right--;}}return true;}
}三.代码实现设计模式
单例模式：确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。
public class Singleton {private static Singleton instance;private Singleton() {}public static synchronized Singleton getInstance() {if (instance == null) {instance = new Singleton();}return instance;}
}
工厂模式：定义一个创建对象的接口，但让子类决定实例化哪一个类。工厂方法让类的实例化推迟到子类。
public interface Product {void use();
}public class ConcreteProductA implements Product {public void use() {System.out.println("Using Product A");}
}public class ConcreteProductB implements Product {public void use() {System.out.println("Using Product B");}
}public abstract class Factory {public abstract Product createProduct();
}public class ConcreteFactoryA extends Factory {public Product createProduct() {return new ConcreteProductA();}
}public class ConcreteFactoryB extends Factory {public Product createProduct() {return new ConcreteProductB();}
}
观察者模式：定义对象间的一对多依赖，当一个对象改变状态时，所有依赖的对象都会收到通知并自动更新。
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;public interface Observer {void update(String message);
}public class ConcreteObserver implements Observer {private String name;public ConcreteObserver(String name) {this.name = name;}public void update(String message) {System.out.println(name + " received: " + message);}
}public interface Subject {void attach(Observer observer);void detach(Observer observer);void notifyObservers();
}public class ConcreteSubject implements Subject {private List<Observer> observers = new ArrayList<>();private String message;public void attach(Observer observer) {observers.add(observer);}public void detach(Observer observer) {observers.remove(observer);}public void notifyObservers() {for (Observer observer : observers) {observer.update(message);}}public void setMessage(String message) {this.message = message;notifyObservers();}
}
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