Java集合-单例模式斗地主&Collections类的shuffle方法了解

2022-08-08 11:59:50

在学完Collection接口，以及其下面的List接口，了解几种基本的集合实现类如ArrayList、LinkedList和Vector后，可以做一个简单的斗地主，这里记录一下使用ArrayList来模拟实现斗地主的组合牌洗牌发牌看牌动作。

案例分析

1. 组装54张扑克牌
2. 将54张牌顺序打乱
3. 三个玩家参与游戏，三人交替摸牌，每人17张牌，最后三张留作底牌。
4. 查看三人各自手中的牌（按照牌的大小排序）、底牌

组合牌

使用集合，循环遍历完成。

 1         //1 组合牌
 2         //定义一个集合保存一副牌
 3         ArrayList<String> poker=new ArrayList<String>();
 4         //定义花色
 5         String[] colors={"♠","♦","♣","♥"};
 6         //定义序号
 7         String[] numbers={"3","4","5","6","7","8","9","10","J","Q","K","A","2"};
 8         //定义大小王
 9         String[] joker=new String[]{"大王","小王"};
10         //组合牌
11         for (String color : colors) {
12             for (String number : numbers) {
13                 poker.add(color+number);
14             }
15         }
16         poker.add(joker[0]);
17         poker.add(joker[1]);
18         /*System.out.println(poker);//打桩测试*/

洗牌

使用Collections工具类的静态方法 public static void shuffle(List<?> list)完成。

1         //2 洗牌
2         Collections.shuffle(poker);
3         /*System.out.println(poker);*/

查看shuffle源码，发现底层调用了shuffle(list,rnd)方法，其中list为传入的集合，rnd为一个Random随机数类。另外Random是一个线程安全的类，在高并发情况下可能会导致性能下降，如果需要考虑高并发可以使用ThreadLocalRandom，如果是密码相关的应用使用SecureRandom。

1     public static void shuffle(List<?> list) {
2         Random rnd = r;
3         if (rnd == null)
4             r = rnd = new Random(); // harmless race.
5         shuffle(list, rnd);
6     }

继续查看shuffle方法，发现有两种情况，一种是list集合的大小小于5，或者list集合属于RandomAccess实例时执行swap方法，另外一种情况是先将list转换成一个数组，然后对数组进行随机交换。前一种情况是针对底层是数组的集合，如ArrayList，后面一种情况是针对底层是链表实现的集合，如LinkedList，两种选择只是选择更优的算法，让执行更快。

 1     public static void shuffle(List<?> list, Random rnd) {
 2         int size = list.size();
 3         if (size < SHUFFLE_THRESHOLD || list instanceof RandomAccess) {
 4             for (int i=size; i>1; i--)
 5                 swap(list, i-1, rnd.nextInt(i));
 6         } else {
 7             Object arr[] = list.toArray();
 8 
 9             // Shuffle array
10             for (int i=size; i>1; i--)
11                 swap(arr, i-1, rnd.nextInt(i));
12 
13             // Dump array back into list
14             // instead of using a raw type here, it's possible to capture
15             // the wildcard but it will require a call to a supplementary
16             // private method
17             ListIterator it = list.listIterator();
18             for (int i=0; i<arr.length; i++) {
19                 it.next();
20                 it.set(arr[i]);
21             }
22         }
23     }

查看底层是数组的swap方法，以及for循环，发现先从数组最后一个元素开始比较，逐一往前面移动下标，直到第二个元素才停止交换。交换的就是当前位置的元素和当前位置之前的随机位置的元素，这点从rnd.nextInt(i)能够看出来。

1     public static void swap(List<?> list, int i, int j) {
2         // instead of using a raw type here, it's possible to capture
3         // the wildcard but it will require a call to a supplementary
4         // private method
5         final List l = list;
6         l.set(i, l.set(j, l.get(i)));
7     }

查看底层是链表的swap方法，就是交换相互位置的元素，交换情况跟上面类似，也是交换当前位置元素和当前位置之前随机位置的元素。

1     private static void swap(Object[] arr, int i, int j) {
2         Object tmp = arr[i];
3         arr[i] = arr[j];
4         arr[j] = tmp;
5     }

发牌

发牌需要创建4个容器接收牌。

 1         //3 发牌，ArrayList底层是一个数组，根据索引来发牌
 2         //定义三个集合，用于储存发的牌
 3         ArrayList<String> player1=new ArrayList<String>();
 4         ArrayList<String> player2=new ArrayList<String>();
 5         ArrayList<String> player3=new ArrayList<String>();
 6         ArrayList<String> leftPoker=new ArrayList<String>();//底牌
 7         //发牌
 8         for (int i = 0; i < poker.size(); i++) {
 9             //当索引为51时开始，不再发牌，留作底牌，其他发掉
10             if(i>=51){
11                 leftPoker.add(poker.get(i));
12             }else if(i%3==0){
13                 player1.add(poker.get(i));
14             }else if(i%3==1){
15                 player2.add(poker.get(i));
16             }else if(i%3==2){
17                 player3.add(poker.get(i));
18             }
19         }

看牌

看牌就是打印集合中的内容。

1         //4 看牌
2         System.out.println("赌王的牌："+player1);
3         System.out.println("赌圣的牌："+player2);
4         System.out.println("赌仙的牌："+player3);
5         System.out.println("底牌"+leftPoker);