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自闭症网瘾萝莉.ら 提交于 2019-12-05 11:59:14

学号20182304 2019-2020-1 《数据结构与面向对象程序设计》第九周学习总结

教材学习内容总结

  • 非线性数据结构——————树,元素组织为层次结构
  • 树的基本概念
    • 概念:树由一组结点和一组边构成,通过结点来存储元素,边表示节点之间的连接
  • 树的相关术语:
    • 根节点:树中唯一没有父节点的节点,位于树的顶层
    • 内部结点:一颗树中既不是根结点也不是叶结点的称为内部结点
    • 叶子:没有孩子的结点称之为叶子
    • 高度/深度:一颗树的层数
    • 度/阶:一棵树中任一结点所具有的最大孩子数目
  • 树的分类
    • 分类标准:任一结点可以具有的最大孩子数目,称为度。我们主要学习二叉树,即每个结点下最多有两个孩子的树。
    • 完全树:底层叶子都位于树的左边的平衡树称为完全树
    • 满树:在一颗n元树中,所有叶子都位于一层,且除叶子外的每个结点都有n个孩子,则该树被称作满树
    • 平衡:树的所有叶子之间相差层数不超过一层的树称为稳定的树
  • 二叉树
  • 性质
    • 二叉树的每一个结点最多具有两个孩子结点
    • 在二叉树的第i层最多有2i-1个结点
    • 深度为k的二叉树最多有2k-1个结点
    • 对任何一棵二叉树,如果其叶结点个数为n0,度为2的结点数为n2则有n0=n2+1
  • 完全二叉树
    • 对于深度为K的,有n个结点的二叉树,当且仅当其每一个结点都与深度为K的满二叉树中编号从1至n的结点一一对应时称之为完全二叉树
  • 满二叉树
    • 每层结点都是满的二叉树
  • 树的遍历(四种方法)
  • 二叉树的遍历(traversing binary tree)是指从根结点出发,按照某种次序依次访问二叉树中所有的结点,使得每个结点被访问依次且仅被访问一次
    • 前序遍历:若树为空,则空操作返回。否则,先访问根节点,然后前序遍历左子树,再前序遍历右子树
    • 代码实现
    public static void preOrderTraverse(Node root) {
          Stack<Node> stack = new Stack<>();
          Node node1 = root;
          while (node1 != null || !stack.empty()) {
              if (node1 != null) {
                  System.out.print(node1.val + " ");
                  stack.push(node1);
                  node1 = node1.left;
              } else {
                  Node tem = stack.pop();
                  node1 = tem.right;
              }
          }
      }
    • 中序遍历:若树为空,则空操作返回。否则,从根节点开始(注意并不是先访问根节点),中序遍历根节点的左子树,然后是访问根节点,最后中序遍历根节点的右子树
public static void inOrderTraverse(Node root) {
        Stack<Node> stack = new Stack<>();
        Node node1 = root;
        while (node1 != null || !stack.isEmpty()) {
            if (node1 != null) {
                stack.push(node1);
                node1 = node1.left;
            } else {
                Node tem = stack.pop();
                System.out.print(tem.val + " ");
                node1 = tem.right;
            }
        }
    }
  • 后续遍历:若树为空,则空操作返回。否则,从左到右先叶子后节点的方式遍历访问左右子树,最后访问根节点
public static void postOrder(Node root) {
        if (root != null) {
            postOrder(root.left);
            postOrder(root.right);
            System.out.print(root.val + " ");
        }
    }
  • 层序遍历:若树为空,则空操作返回。否则,从树的第一层,也就是根节点开始访问,从上到下逐层遍历,在同一层中,按从左到右的顺序结点逐个访问
public static void levOrder(Node root) {
        if (root != null) {
            Node p = root;
            Queue<Node> queue = new LinkedList<>();
            queue.add(p);
            while (!queue.isEmpty()) {
                p = queue.poll();
                System.out.print(p.val + " ");
                if (p.left != null) {
                    queue.add(p.left);
                }
                if (p.right != null) {
                    queue.add(p.right);
                }
            }
        }
    }
  • 二叉查找树
  • 概念:一棵具有下列性质的二叉树:
    • 若左子树不空,则左子树上所有结点的值均小于它的根结点的值;
    • 若右子树不空,则右子树上所有结点的值均大于它的根结点的值;
    • 左、右子树也分别为二叉查找树
    • 没有元素相等的点
    • 也可以这么说:左孩子小于父结点,而父结点又小于或等于右孩子
      操作:
    • addElement:向树中添加一个元素
    • removeElement:从树中删除一个元素
    • removeAllOccurrences:从树中删除所指定元素的任何存在
    • removeMin:删除树中的最小元素
    • removeMax:删除树中的最大元素
    • findMin:返回树中的最小元素的引用
    • findMax:返回树中的最大元素引用
  • 递归算法(调用自己):实现二叉查找树算法比较方便
  • 非递归
  • 最优二叉树/哈夫曼树:平均带权长度最短的二叉树
    • 权值越大的编码离根越近
    • 取两个最小的,相加等于一个值,再重复排序插入

      教材学习中的问题和解决过程

  • 问题1:平衡二叉查找树有什么作用以及如何实现?
  • 问题1解决方案:平衡二叉树的概念:一棵空树或它的左右两个子树的高度差的绝对值不超过1,并且左右两个子树都是一棵平衡二叉树。如果普通的二叉查找树在不断插入后失去平衡,最终可能会变成链表的形式,使查找效率大大降低。(如右图)所以我们需要二叉树保持平衡
  • 非平衡二叉查找树改变成为平衡二叉查找树主要有四种方法:右旋,左旋,左右旋,右左旋
    • 右旋,通常是指左孩子绕着其父结点向右旋转,一般适用于左子树长于右子树的情况
    • 左旋,通常是指右孩子绕着其父结点向左旋转,一般适用于右子树长于左子树的情况
    • 王老师上课讲到,可以把二叉树平衡理解为转动一条项链上的珠子。具体来说,就是左旋就是往左变换,右旋就是往右变换。不管是左旋还是右旋,旋转的目的都是将节点多的一支出让节点给另一个节点少的一支。
    • 这个还要根据具体实例进行细化研究,再深一步可能还要用到复杂的红黑树
  • 问题2:二叉查找树删除方法的实现比较复杂,如何考虑多种情况删除?
  • 问题2解决方案:分三种情况进行讨论
    • 如果删除的是叶节点,可以直接删除
    • 如果被删除的元素有一个子节点,可以将子节点直接移到被删除元素的位置,即应该调整要被删除的父结点(指向被删除结点的孩子结点
    • 如果有两个子节点,这时候就采用中序遍历,找到待删除的节点的后继节点,将其与待删除的节点互换,此时待删除节点的位置已经是叶子节点,可以直接删除 。即用被删除节点的右子树的最小的数据替代要被删除结点的数据,并递归删除用于替换的结点(此时该结点已为空)
    • 将待删除节点与后继节点互换,变成如下图所示:
    • 将待删除元素删除
  • 问题3:递归和迭代的区别在哪里?递归的优势是什么?
  • 问题3解决方案:递归,其实就是函数自己调用自己。迭代是指利用变量的原值推算出变量的一个新值,可以理解为A不停的调用B。迭代使用的是循环(for,while,do-while)或者迭代器,当循环条件不满足时退出。而递归一般是函数递归,可以是自身调用自身,只需有一个结束递归的条件。递归的优势是简洁明了,缺点是浪费大量的空间,效率较低

代码调试中的问题和解决过程

  • 问题1:在使用树处理中缀表达式转换为后缀表达式中输出出现了问题,toString方法无法正常使用

  • 问题1解决方案:经检查toString方法,我的结点部分使用的是整型部分使用的是泛型,不适应于字符串型。也无法进行正常的比较,最终只能再次重写整个方法
  • 问题2:在编写作业17.1时,遍历时迭代器出现了问题

  • 问题2解决方案:检查迭代器的代码,发现我照抄了书上的Iterator类,将其修改为ArrayList类即可正常运行
public ArrayList<T> inorder() {
        ArrayList<T> iter = new ArrayList<T>();

        if (root != null)
            root.inorder(iter);

        return iter;
    }
   

代码托管

上周考试错题总结

  • Which of the following is not a valid postfix expression?
    • 4 + 5
    • 看错了,是not
  • When one type of object contains a link to another object of the same type, the object is sometimes called __________ .
    • A self-referential object is one that refers to another object of the same type.
    • 自引用居然可以指向同一类型的不同目标,之前确实不理解
  • The import keyword is used to define your own packages.
    • The package keyword is used to define packages of source code in Java.
    • 理解错误,import是用来导入包中的源代码
  • In a linked implementation of a stack, a pushed element should be added to the end of the list.
    • push操作应该放在最前面,否则无法实现栈的后进先出(前面的有点学混了,要及时复习)

结对及互评

评分标准

  1. 正确使用Markdown语法(加1分):
    • 不使用Markdown不加分
    • 有语法错误的不加分(链接打不开,表格不对,列表不正确...)
    • 排版混乱的不加分
  2. 模板中的要素齐全(加1分)
    • 缺少“教材学习中的问题和解决过程”的不加分
    • 缺少“代码调试中的问题和解决过程”的不加分
    • 代码托管不能打开的不加分
    • 缺少“结对及互评”的不能打开的不加分
    • 缺少“上周考试错题总结”的不能加分
    • 缺少“进度条”的不能加分
    • 缺少“参考资料”的不能加分
  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)
    • 一周提交次数少于20次的不加分
  6. 其他加分:
    • 周五前发博客的加1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
    • 代码Commit Message规范的加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
  7. 扣分:
    • 有抄袭的扣至0分
    • 代码作弊的扣至0分
    • 迟交作业的扣至0分

点评模板:

  • 博客中值得学习的或问题:
    • 问题探究不够深入
  • 代码中值得学习的或问题:
    • 代码commit不标准,缺少注释不宜看懂
  • 基于评分标准,我给本博客打分:16X分。得分情况如下:xxx

  • 参考示例

点评过的同学博客和代码

  • 本周结对学习情况
    • 20182302
    • 结对学习内容
      • 书上二叉树方法的补充
      • 实现平衡二叉树的各种情况
  • 上周博客互评情况

其他(感悟、思考等,可选)

  • 太难了,这堆算法环环相扣,思路也不大好理解。书上的方法补写起来不容易,也不给一点提示。编程时知道大体的思路和具体实现是两回事,苦于找不到正确的编程方法

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 5000行 30篇 400小时
第一周 200/200 2/2 20/20
第二周 300/500 2/4 18/38
第三周 500/1000 3/7 22/60
第四周 300/1300 2/9 30/90
第五周 1600/2900 2/11 20/110
第六周 981 /3881 2/12 25/135
第七周 1700/5518 3/15 45/180
第八周 700/6200 2/17 20/200
第九周 4300/10500 3/20 30/230

尝试一下记录「计划学习时间」和「实际学习时间」,到期末看看能不能改进自己的计划能力。这个工作学习中很重要,也很有用。
耗时估计的公式:Y=X+X/N ,Y=X-X/N,训练次数多了,X、Y就接近了。

参考:软件工程软件的估计为什么这么难软件工程 估计方法

  • 计划学习时间:30小时

  • 实际学习时间:30小时

  • 改进情况:

(有空多看看现代软件工程 课件
软件工程师能力自我评价表
)

参考资料

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