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精准匹配与移除:高效清空列表的车辆停放策略

碧海醫心
发布: 2025-09-25 15:28:01
原创
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精准匹配与移除:高效清空列表的车辆停放策略

本文探讨了如何通过循环迭代和条件匹配,高效地将车辆从一个待停放列表中移除,并停放到合适的车库中,直至待停放列表完全清空。文章详细阐述了基于嵌套循环的解决方案,包括其工作原理、代码实现以及在动态修改列表时需要注意的关键点,旨在提供一种处理复杂列表操作的专业教程。

引言:列表元素条件移除与重排挑战

软件开发中,我们经常会遇到需要根据特定条件从一个集合(如 ArrayList)中查找并移除元素,同时执行其他相关操作的场景。一个常见的挑战是在迭代过程中动态修改列表,这可能导致索引错乱、元素跳过或 ConcurrentModificationException 等问题。本教程将通过一个车辆停放的实际案例,演示一种健壮且有效的解决方案,以确保所有元素都被正确处理并最终清空列表。

问题场景:车辆停放管理

假设我们有一个 vehicles 列表,其中包含了所有待停放的车辆对象。同时,我们还有一个 garage 列表,代表了所有可用的车库空间。我们的目标是:

  1. 遍历 vehicles 列表中的每一辆车。
  2. 为每辆车在 garage 列表中找到一个合适的车库。
  3. 匹配条件包括:车库空间与车辆空间匹配、车库类型与车辆类型匹配、以及车库仍有可用容量。
  4. 一旦车辆成功停放,就将其从 vehicles 列表移除。
  5. 这个过程需要持续进行,直到 vehicles 列表中的所有车辆都被尝试停放(即列表为空)。

核心策略:循环迭代与条件移除

为了实现上述目标,我们需要一个多层循环结构:

  • 外层 while 循环: 负责持续检查 vehicles 列表是否为空。只要列表中还有车辆,就继续尝试停放。
  • 内层 for 循环(遍历车辆): 遍历 vehicles 列表中的每一辆车。
  • 最内层 for 循环(遍历车库): 为当前车辆寻找一个合适的车库。
  • 条件判断: 在找到车库后,需要根据车辆和车库的属性进行严格匹配。
  • 操作与移除: 如果所有条件都满足,则将车辆停放到车库,并从 vehicles 列表中移除该车辆,然后跳出车库循环,处理下一辆车(或重新扫描 vehicles 列表)。

代码实现

以下是实现上述策略的Java代码示例:

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

// 假设 Vehicle 和 Garage 类已经定义,并包含相应的方法
class Vehicle {
    private int space;
    private String vehicleType;
    private String destinationSpace; // 假设有目的地空间属性

    public Vehicle(int space, String vehicleType, String destinationSpace) {
        this.space = space;
        this.vehicleType = vehicleType;
        this.destinationSpace = destinationSpace;
    }

    public int getSpace() {
        return space;
    }

    public String getvehiclesType() {
        return vehicleType;
    }

    public String getDestinationSpace() {
        return destinationSpace;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Vehicle [type=" + vehicleType + ", space=" + space + "]";
    }
}

class Garage {
    private int space;
    private String garageType; // 假设车库有类型限制
    private int limit; // 车库容量
    private List<Vehicle> parkedVehicles; // 停放的车辆

    public Garage(int space, String garageType, int limit) {
        this.space = space;
        this.garageType = garageType;
        this.limit = limit;
        this.parkedVehicles = new ArrayList<>();
    }

    public int getSpace() {
        return space;
    }

    public boolean garageRequest(String vehicleType) {
        // 假设车库类型与车辆类型匹配
        return this.garageType.equals(vehicleType);
    }

    public int getLimit() {
        return limit - parkedVehicles.size(); // 返回剩余容量
    }

    public void addvehicles(Vehicle v) {
        if (getLimit() > 0) {
            parkedVehicles.add(v);
            System.out.println("Parked " + v + " in Garage [space=" + space + ", type=" + garageType + "]");
        }
    }

    public List<Vehicle> getCarry() {
        return parkedVehicles;
    }

    // 假设有方法来设置当前空间或移除车辆,但在此解决方案中未直接使用
    public void setCurrentSpace(String newSpace) {
        // 示例方法,实际逻辑根据需求实现
        System.out.println("Garage " + space + " changed current space to " + newSpace);
    }

    public boolean removeVehicles(Vehicle v) {
        boolean removed = parkedVehicles.remove(v);
        if (removed) {
            System.out.println("Removed " + v + " from Garage [space=" + space + ", type=" + garageType + "]");
        }
        return removed;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Garage [space=" + space + ", type=" + garageType + ", available=" + getLimit() + "]";
    }
}


public class VehicleParkingManager {

    private List<Vehicle> vehicles;
    private List<Garage> garage;

    public VehicleParkingManager(List<Vehicle> vehicles, List<Garage> garage) {
        this.vehicles = vehicles;
        this.garage = garage;
    }

    public void parkAllVehicles() {
        System.out.println("--- Starting Parking Process ---");
        System.out.println("Initial Vehicles: " + vehicles.size());
        System.out.println("Available Garages: " + garage.size());

        while (vehicles.size() > 0) { // 外层循环:只要还有车辆未停放,就继续尝试
            boolean parkedInThisIteration = false; // 标记本轮是否有车辆被停放

            for (int i = 0; i < vehicles.size(); i++) { // 内层循环:遍历当前待停放车辆列表
                Vehicle v = vehicles.get(i); // 获取当前车辆
                boolean vehicleParked = false; // 标记当前车辆是否已停放

                for (int j = 0; j < garage.size(); j++) { // 最内层循环:遍历所有车库
                    Garage g = garage.get(j); // 获取当前车库

                    // 检查停放条件:车库空间匹配、车辆类型匹配、车库有容量
                    if (g.getSpace() == v.getSpace() && g.garageRequest(v.getvehiclesType()) && g.getLimit() > 0) {
                        g.addvehicles(v); // 将车辆停放到车库
                        vehicles.remove(i); // 从待停放列表中移除已停放的车辆
                        i--; // 关键:移除元素后,当前索引i指向了下一个元素,为了不跳过,需要将i减1
                        parkedInThisIteration = true;
                        vehicleParked = true;
                        break; // 跳出车库循环,因为当前车辆已停放
                    }
                }
                // 如果当前车辆在本轮循环中没有找到车库停放,则继续检查下一辆车
                // 如果车辆已被停放,且i被调整,for循环的i++会抵消调整,继续正确迭代
            }

            if (!parkedInThisIteration && vehicles.size() > 0) {
                System.out.println("No more vehicles could be parked in this iteration. Remaining vehicles: " + vehicles.size());
                // 如果一整轮for循环都没有车辆被停放,且列表仍不为空,说明无法再停放,跳出while循环
                break; 
            }
        }
        System.out.println("--- Parking Process Finished ---");
        System.out.println("Remaining Vehicles: " + vehicles.size());
    }

    public static void main(String[] args) {
        List<Vehicle> vehicles = new ArrayList<>();
        vehicles.add(new Vehicle(1, "Car", "A1"));
        vehicles.add(new Vehicle(2, "Truck", "B2"));
        vehicles.add(new Vehicle(1, "Car", "A3"));
        vehicles.add(new Vehicle(3, "Motorcycle", "C1"));
        vehicles.add(new Vehicle(2, "Car", "B4")); // 无法停放,因为车库2只接受Truck
        vehicles.add(new Vehicle(1, "Car", "A5")); // 无法停放,因为车库1容量已满

        List<Garage> garages = new ArrayList<>();
        garages.add(new Garage(1, "Car", 1)); // 只能停一辆Car
        garages.add(new Garage(2, "Truck", 2)); // 只能停两辆Truck
        garages.add(new Garage(3, "Motorcycle", 1)); // 只能停一辆Motorcycle

        VehicleParkingManager manager = new VehicleParkingManager(vehicles, garages);
        manager.parkAllVehicles();

        System.out.println("\n--- Final State ---");
        System.out.println("Vehicles left in list: " + manager.vehicles);
        for (Garage g : garages) {
            System.out.println(g + " Parked vehicles: " + g.getCarry());
        }
    }
}
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注意: 在原始提供的答案中,vehicles.remove(i) 后没有 i--。如果 for 循环是 for (int i = 0; i < vehicles.size(); i++) 且发生 remove(i),那么列表中的后续元素会向前移动,导致下一个 i++ 跳过一个元素。然而,原始答案的 while (vehicles.size() > 0) 循环会确保 for 循环在列表未清空时会重新从 i=0 开始,从而最终处理所有元素。为了更直接且避免潜在的跳过,我在示例代码中加入了 i--,这是在正向遍历并删除时常用的技巧。

代码解析与工作原理

  1. while (vehicles.size() > 0):

    • 这是最外层的控制循环,其作用是确保整个停放过程会一直进行,直到 vehicles 列表为空。这意味着即使在某个内层 for 循环中未能停放所有车辆,只要列表不为空,外层 while 循环就会重新启动内部的车辆扫描过程。
    • parkedInThisIteration 标志用于检测在当前 while 循环的一次完整 for 循环中,是否有任何车辆被成功停放。如果一轮 for 循环结束后,没有车辆被停放,且 vehicles 列表仍不为空,则说明已无法再进行任何停放操作,此时应跳出 while 循环,避免无限循环。
  2. for (int i = 0; i < vehicles.size(); i++):

    • 这是遍历 vehicles 列表中待停放车辆的循环。
    • 关键点: 当 vehicles.remove(i) 被调用时,列表会动态缩短,索引 i 之后的元素会向前移动一位。为了确保不会跳过新移动到当前 i 位置的元素,需要在 remove(i) 之后立即执行 i--。这样,在 for 循环的下一次迭代中,i 会被 i++ 抵消,从而再次检查当前(新的) i 位置的元素。
  3. **

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