20182310第八周学习总结

20182310 2019-2020-1 《数据结构与面向对象程序设计》第八周学习总结

教材学习内容总结

1.泛型
之前涉及过通过继承实现多态，而Object则是所有类型的父类，因此只要将一个数组指向Object类型，那么该数组理论上就可以保存所有类型的数据了，这是一种极端情况
但是，当使用了Object后，容易出现兄弟类型之间转换的问题，编译不会报错，但是运行时会出错。
泛型：可以定义一个类，可以保存数据及操作，但只有当实例化时才确定类型（一般用T来表示泛型）

class Box
{
T类型对象的声明与操作代码
}
当要使用Box定义的数据时，通过实例化来实现它的具体类型，来替代T

Box box1=new Box;
Box box2=new Box;
...
2.线性查找法
线性查找法就是从头开始查找，与每一个列表中的元素进行比较，直到找到该目标元素或查找到末尾还没找到。
以下的方法实现了一个线性查找。该方法返回一个布尔值，若是true，便是找到该元素，否则为false，表示没找到。

public static
boolean linearSearch(T[] data, int min, int max, T target)
{
int index = min;
boolean found = false;

    while (!found && index <= max) 
    {
        found = data[index].equals(target);
        index++;
    }

    return found;
}

二分查找法
二分查找是从排序列表(查找池是已排序的)的中间开始查找，而不是从一端或者另一端的开始的。通过比较，确定可行候选项就又减少了一半的元素量，以相同的方式继续查找，直到最后找到目标元素或者不再存在可行候选项。
二分查找的关键在于每次比较都会删除一半的可行候选项。
以下的方法实现了一个二分查找，其中的最大索引和最小索引定义了用于查找（可行候选项）的数组部分。

public static <T extends Comparable>
boolean binarySearch(T[] data, int min, int max, T target)
{
boolean found = false;
int midpoint = (min + max) / 2; // determine the midpoint

    if (data[midpoint].compareTo(target) == 0)
        found = true;

    else if (data[midpoint].compareTo(target) > 0)
    {
        if (min <= midpoint - 1)
            found = binarySearch(data, min, midpoint - 1, target);
    }
    
    else if (midpoint + 1 <= max)
        found = binarySearch(data, midpoint + 1, max, target);

    return found;
}

}

注意：在该算法中，midpoint = (min + max) / 2，当min+max所得数值是基数的时候，会自动转化成int类型，直接忽略小数部分，也就是确定中点索引时选择的是两个中间值的第一个（小一点的）。
查找算法的比较
对于线性查找和二分查找，最好的情形都是目标元素恰好是我们考察的第一个元素，最坏的情形也都是目标不在该组中。因此，线性查找的时间复杂度为O（n），二分查找的时间复杂度为O（log2(n)）。
当n比较大时，即元素特别多的时候，二分查找就会大大提高效率。而当n比较小的时候，线性查找更简单好调试且不需要排序，因此也在小型问题上常用线性查找。
3.排序
排序:基于某一标准，将某一组项目按照某个规定顺序排列。
顺序排序：通常使用一对嵌套循环对n个元素进行排序，需要大约n^2次比较。
对数排序：对n个元素进行排序通常大约需要nlog2(n)次比较。
常见的三种顺序排序：
①选择排序、②插入排序、③冒泡排序；
常见的两种对数排序：
①快速排序、②归并排序
选择排序：通过反复地找到某个最小(或者最大)元素，并把它放置到最后的位置来给元素排序。
插入排序：通过反复地把某个元素插入到之前已经排序的子列表中，实现元素的排序。
冒泡排序：通过反复的比较相邻元素并交换他们，来给元素排序。
快速排序：通过把未排序元素分隔成两个分区，然后递归地给每个分区排序。
快速排序的平均时间复杂度为O（nlogn）。在所有平均时间复杂度为O(nlogn)的算法中，快速排序的平均性能是最好的。

4.在JavaAPI中的ArrayList类和LinkedList类是由不同的底层结构实现的列表。
ArrayList类和LinkedList类都实现了java.util.List接口。List接口中的一些方法如图所示：

教材学习中的问题和解决过程

• 问题1：Queue接口两种方法add和offer在异常类处理上有何不同。

• 问题1解决方案add操作可以确保队列中有给定的元素。如果给定元素没有添加到队列中，该操作将抛出一个异常。
  offer操作把给定元素插入到队列中，如果插入成功，返回true，否则返回false。

• 问题2：ASL的含义

• 问题2解决方案：平均查找长度（Average Search Length，ASL）：需和指定key进行比较的关键字的个数的期望值，称为查找算法在查找成功时的平均查找长度。用于衡量算法的效率。

代码调试中的问题和解决过程

• 问题1：关于null
• 问题1解决方案：null值不是任何对象的实例， 所以下面这个例子返回了false，无论这个变量声明的是什么类型。
  String s = null;
  if ( s instanceof String ) 强制上传后，：wq保存，然后重新git push即可。
• 问题2：用链表实现有序列表添加操作时候的空指针异常。
• 问题2解决方案：

public void add(T element) {
if (!(element instanceof Comparable))
throw new NonComparableElementException("OrderedList");

Comparable<T> comparableElement = (Comparable<T>)element;

LinearNode<T> current = head;
LinearNode<T> previous = null;
LinearNode<T> node = new LinearNode<>(element);


while (( current != null) && (comparableElement.compareTo(current.getElement()) > 0))
{
    previous = current;
    current = current.getNext();
}

if (previous == null )
{
    head = node;
}
else {
    previous.setNext(node);
}

node.setNext(current);

count++;
modCount++;

}
有序列表的插入代码，在运行调试之后，报错位置在这里。

while ( comparableElement.compareTo(current.getElement()) > 0 && current != null )

这是一开始的错误代码。发现，在进行while判断的时候，是先进行compareTo的比较大小操作，而非判断current是否为空。所以，当current为空的时候，就直接出现了空指针异常。
所以只需要把两个条件相互颠倒一下即可。

代码托管

上周考试错题总结

上周没有进行考试，所以没有错题。

结对及互评

评分标准

• 博客中值得学习的或问题：
  • 学习：在总结问题时有附上详细的图片，而我总是忘记截图，代码中出现的问题也能及时自己发现错误来源。
  • 问题：教材学习内容总结不够详细。
• 代码中值得学习的或问题：无
• 基于评分标准，我给本博客打分：15分。得分情况如下：

1. 正确使用Markdown语法（加1分）：
2. 模板中的要素齐全（加1分）

3. 教材学习中的问题和解决过程, 一个问题加1分（）

4. 代码调试中的问题和解决过程, 一个问题加1分（）
5. 本周有效代码超过300分行的（加2分）
6. 其他加分：
   • 感想，体会不假大空的加1分
   • 排版精美的加一分
   • 进度条中记录学习时间与改进情况的加1分
   • 有动手写新代码的加1分
   • 课后选择题有验证的加1分
   • 错题学习深入的加1分
   • 点评认真，能指出博客和代码中的问题的加1分
   • 结对学习情况真实可信的加1分

点评过的同学博客和代码

• 本周结对学习情况
  • 20182305
  • 结对照片
• 上周博客互评情况
  • 20182305
  • 20182327

其他（感悟、思考等，可选）

最近学习的都是数据结构的知识，相对应的代码量也变得多了起来，作业和课堂实践也变多了。但是博客还是应该要认真完成，不忘初心，继续努力！

学习进度条

	代码行数（新增/累积）	博客量（新增/累积）	学习时间（新增/累积）	重要成长
目标	10000行	30篇	400小时
第一周	155/200	2/2	20/20	初步掌握linux命令、java小程序和jdb调试
第二 三周	470/625	2/4	20/40	学会scanner定义的使用，类的定义
第四周	1444/2069	2/4	20/60	下载安装IDEA及其插件，学会TDD调试，编写测试代码
第五周	1917/3986	2/8	20/80	简单的学会客户端和服务器的编写
第六周	1324/5310	1/9	20/100	Java封装，继承，多态
第七周	2795/8105	3/12	40/140	栈，链表
第八周	1135/9240	1/13	40/180	选择排序等各种排序，查找等

来源：https://www.cnblogs.com/tursws/p/11791642.html