20172319 实验一《线性结构》实验报告

20172319 2018.09.30-10.07

实验一《线性结构》 实验报告

课程名称:《程序设计与数据结构》  
学生班级：1723班  
学生姓名：唐才铭  
学生学号：20172319 
实验教师：王志强老师
课程助教：张师瑜学姐、张之睿学长
实验时间：2018年09月30日——2018年10月08日
必修/选修：必修

目录

• 实验内容
• 实验要求
• 实验步骤
• 代码实现及解释
• 测试过程及遇到的问题
• 分析总结
• 代码托管
• 参考资料

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实验内容

1. 链表练习，要求实现以下功能： 通过键盘输入一些整数，建立一个链表；这些数是你学号中依次取出的两位数，再加上今天的时间；打印所有链表元素， 并输出元素的总数。
2. 链表练习，要求实现下列功能： 实现节点插入、删除、输出操作；继续你上一个程序， 扩展它的功能，每做完一个新功能，或者写了超过10行新代码，就签入代码，提交到源代码服务器。
3. 链表练习，要求实现下列功能： 使用冒泡排序法或者选择排序法根据数值大小对链表进行排序。
4. 数组练习，要求实现下列功能： 通过键盘输入一些整数，建立一个链表；这些数是你学号中依次取出的两位数，再加上今天的时间；打印所有数组元素， 并输出元素的总数；实现节点插入、删除、输出操作；继续你上一个程序， 扩展它的功能，每做完一个新功能，或者写了超过10行新代码，就签入代码，提交到源代码服务器。
5. 数组练习，要求实现下列功能： 使用冒泡排序法或者选择排序法根据数值大小对数组进行排序。

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实验要求

1. 完成蓝墨云上与实验一《线性结构》相关的活动，及时提交代码运行截图和码云Git链接，截图要有学号水印，否则会扣分。
2. 完成实验、撰写实验报告，实验报告以博客方式发表在博客园，注意实验报告重点是运行结果，遇到的问题(工具查找，安装，使用，程序的编辑，调试，运行等)、解决办法（空洞的方法如“查网络”、“问同学”、“看书”等一律得0分）以及分析（从中可以得到什么启示，有什么收获，教训等）。报告可以参考范飞龙老师的指导。
3. 严禁抄袭，有该行为者实验成绩归零，并附加其他惩罚措施。

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实验步骤

1. 链表练习，要求实现以下功能：
   通过键盘输入一些整数，建立一个链表（1分）；
   这些数是你学号中依次取出的两位数。 再加上今天的时间。
   例如你的学号是 20172301
   今天时间是 2018/10/1， 16：23：49秒
   数字就是
   20， 17，23，1， 20， 18，10，1，16，23，49
   打印所有链表元素， 并输出元素的总数。
   在你的程序中，请用一个特殊变量名来纪录元素的总数，变量名就是你的名字。 例如你叫 张三， 那么这个变量名就是
   int nZhangSan = 0; //初始化为 0.
   做完这一步，把你的程序签入源代码控制（git push）。
2. 链表练习，要求实现以下功能：
   实现节点插入、删除、输出操作（2分，3个知识点根据实际情况酌情扣分）；
   继续你上一个程序， 扩展它的功能，每做完一个新功能，或者写了超过10行新代码，就签入代码，提交到源代码服务器；
   从磁盘读取一个文件， 这个文件有两个数字。
   从文件中读入数字1， 插入到链表第 5 位，并打印所有数字，和元素的总数。 保留这个链表，继续下面的操作。
   从文件中读入数字2， 插入到链表第 0 位，并打印所有数字，和元素的总数。 保留这个链表，并继续下面的操作。
   从链表中删除刚才的数字1. 并打印所有数字和元素的总数。
   签入所有代码。
3. 链表练习，要求实现以下功能：
   使用冒泡排序法或者选择排序法根据数值大小对链表进行排序（2分）；
   如果你学号是单数， 选择冒泡排序， 否则选择选择排序。
   在排序的每一个轮次中， 打印元素的总数，和目前链表的所有元素。
   在（2）得到的程序中继续扩展， 用同一个程序文件，写不同的函数来实现这个功能。 仍然用 nZhangSan （你的名字）来表示元素的总数。
4. 数组练习，要求实现下列功能：
   通过键盘输入一些整数，建立一个链表（1分）；
   这些数是你学号中依次取出的两位数。 再加上今天的时间。
   例如你的学号是 20172301
   今天时间是 2018/10/1， 16：23：49秒
   数字就是
   20， 17，23，1， 20， 18，10，1，16，23，49
   打印所有数组元素， 并输出元素的总数。
   在你的程序中，请用一个特殊变量名来纪录元素的总数，变量名就是你的名字。 例如你叫 张三， 那么这个变量名就是
   int nZhangSan = 0; //初始化为 0.
   做完这一步，把你的程序签入源代码控制（git push）。
   实现节点插入、删除、输出操作（2分，3个知识点根据实际情况酌情扣分）；
   继续你上一个程序， 扩展它的功能，每做完一个新功能，或者写了超过10行新代码，就签入代码，提交到源代码服务器；
   从磁盘读取一个文件， 这个文件有两个数字。
   从文件中读入数字1， 插入到数组第 5 位，并打印所有数字，和元素的总数。 保留这个数组，继续下面的操作。
   从文件中读入数字2， 插入到数组第 0 位，并打印所有数字，和元素的总数。 保留这个数组，并继续下面的操作。
   从数组中删除刚才的数字1. 并打印所有数字和元素的总数。
   签入所有代码。
5. 数组练习，要求实现下列功能：
   使用冒泡排序法或者选择排序法根据数值大小对数组进行排序（2分）；
   如果你学号是单数， 选择选择排序， 否则选择冒泡排序。
   在排序的每一个轮次中， 打印元素的总数，和目前数组的所有元素。
   在（2）得到的程序中继续扩展， 用同一个程序文件，写不同的函数来实现这个功能。 仍然用 nZhangSan （你的名字）来表示元素的总数。

前期准备：

1. 预先下载安装好IDEA 。

需求分析：

1. 需要分清数组与链表的区别；
2. 需要理解数组及链表实现相关线性表操作的原理及需要注意的地方；
3. 需要熟练运用数组去实现相关线性表；
4. 需要熟练运用链表去实现相关线性表。

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代码实现及解释

本次实验一共分为五个提交点：

• 线性结构之链表（1）：
• 根据自己的需求，写好自己所需要的链表节点类及链表类
• 在链表类里写了add方法用于往链表添加元素

 public void add(int number){
        Linked_list_node Node = new Linked_list_node(number);

        if (this.head==null){
            this.head = Node;
        }
        else {
            this.head.addLinked_list_node(Node);
        }
    }

• 具体的代码实现：

        System.out.println("实验的第一部分：");
        System.out.print("Enter some integers and create a linked list :   ");
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        String input = scanner.nextLine();
        String[] strings = input.split(" ");

        Stack<String> Break_up = new Stack<String>();
        for (int i = strings.length; i > 0 ; i--){
            Break_up.push(strings[i-1]);
        }
        System.out.print("The contents of the stack are :   ");
        System.out.println(Break_up);
        Linked_list linked_list = new Linked_list();
        linked_list.add(0);
        while (!Break_up.empty()) {
            int tempelement = Integer.parseInt(Break_up.pop());
            linked_list.add(tempelement);
        }
        int ntangcaiming = 0;
        ntangcaiming = linked_list.getCount();
        System.out.print("The contents of the queue are :   ");
        System.out.println(linked_list);
        System.out.print("The number of linked elements is :   ");
        System.out.println(ntangcaiming);

• 运行结果截图：
  

• 线性结构之链表（2）

• 根据需要，我们需要写插入和删除的方法：

• 为了更好地实现需求，我们在链表前端放入了一个取值为0的节点linked_list.add(0);,以便于在任何地方都能实现插入删除，而打印时将其隐藏。

public void insert(int index,Linked_list_node node){
        if(index < 1||index > getCount() + 1){
            System.out.println("Wrong position, cannot insert");
            return;
        }
        int length = 1;
        Linked_list_node temp = head;
        while(head.next != null)
        {
            if(index == length++){
                node.next = temp.next;
                temp.next = node;
                return;
            }
            temp = temp.next;
        }
    }

    public void delete(int index){
        if(index < 1 || index > getCount()){
            System.out.println("Wrong position, cannot be deleted");
            return;
        }
        int length=1;
        Linked_list_node temp = head;
        while(temp.next != null){
            if(index == length++){
                temp.next = temp.next.next;
                return;
            }
            temp = temp.next;
        }
    }

• 根据以前所写IO进行文件的创建及读取；
• 本次提交点相关代码如下：

        System.out.println("实验的第二部分：");
        try {
            File file = new File("D:\huawei\Javawindows文件","EXP1-First semester of sophomore.txt");

            InputStreamReader reader = new InputStreamReader(new FileInputStream(file));
            BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(reader);
            int[] file_word_temp = new int[2];
            String[] file_word = bufferedReader.readLine().split(" ");
            file_word_temp[0] = Integer.parseInt(file_word[0]);
            file_word_temp[1] = Integer.parseInt(file_word[1]);

            Linked_list_node Node_insert1 = new Linked_list_node(file_word_temp[0]);
            Linked_list_node Node_insert2 = new Linked_list_node(file_word_temp[1]);

            linked_list.insert(5,Node_insert1);
            System.out.print("The list after inserting 1 at the fifth position is ：   ");
            System.out.println(linked_list);
            System.out.print("The number of linked elements is :   ");
            ntangcaiming = linked_list.getCount();
            System.out.println(ntangcaiming);
            linked_list.insert(1,Node_insert2);
            System.out.print("The list after inserting 2 at the first position is ：   ");
            System.out.println(linked_list);
            ntangcaiming = linked_list.getCount();
            System.out.print("The number of linked elements is :   ");
            System.out.println(ntangcaiming);
            System.out.print("The list after deleting the inserted number 1 is ：   ");
            linked_list.delete(6);
            System.out.println(linked_list);
            ntangcaiming = linked_list.getCount();
            System.out.print("The number of linked elements is :   ");
            System.out.println(ntangcaiming);

• 运行结果截图：
  

• 线性结构之链表（2）

• 根据要求，我们所选择的是冒泡排序法，依据要求打印排序过程（这里只打印元素交换的时候）：

• 冒泡代码实现如下(有删减)：

public void Bubble_sort(Linked_list_node Head,Linked_list linked_list){


        Linked_list_node temp = null, tail = null;
        
        temp = head;

        int count=1;
        while(temp.next != tail){
            while(temp.next != tail){
                if(temp.number > temp.next.number){
                    int temp_number = temp.number;
                    temp.number = temp.next.number;
                    temp.next.number = temp_number;
                    System.out.print("The list sorted by the "+ count + " truly bubbling sort is :  ");
                    System.out.println(linked_list);
                    System.out.print("The number of linked elements is :  " + linked_list.getCount() + "
" );

                    count++;
                }
                temp = temp.next;

            }
            tail = temp;
            temp = head;
        }
    }

• 相关提交点的代码：

            System.out.println("实验的第三部分：");
            System.out.println("Print only the rounds that have implemented the element exchange:");

            linked_list.Bubble_sort(linked_list.head,linked_list);
    }
        catch (IOException E){
        System.out.println("错误，指定路径不存在");
    }

• 运行结果截图（仅仅展示部分截图）：
  

• 线性结构之数组（4）

• 根据需要编写自己的数组类

• 本次提交点相关代码如下：

 System.out.println("实验的第一部分：");
        System.out.print("Enter some integers and create a linked list:");
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        String input = scanner.nextLine();

        int ntangcaiming = 0 ;
        String[] temp_MyArray = input.split(" ");
        Array MyArray = new Array(temp_MyArray);

        System.out.print("The elements in the array are:   ");
        System.out.println(MyArray);
        System.out.print("The number of elements in the array is:  ");
        ntangcaiming = MyArray.size();
        System.out.println(ntangcaiming);

        System.out.println("实验的第二部分：");
        try {
            File file = new File("D:\huawei\Javawindows文件","EXP1-First semester of sophomore.txt");
            InputStreamReader reader = new InputStreamReader(new FileInputStream(file));
            BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(reader);
            int[] file_word_temp = new int[2];
            String[] file_word = bufferedReader.readLine().split(" ");
            file_word_temp[0] = Integer.parseInt(file_word[0]);
            file_word_temp[1] = Integer.parseInt(file_word[1]);


            System.out.print("The array after 1 is inserted in position 5 is ：   ");
            Array MyArray1 = new Array(MyArray.Array_Insert(4, String.valueOf(file_word_temp[0]))) ;
            System.out.println(MyArray1);
            System.out.print("The number of elements in the array is:  ");
            ntangcaiming = MyArray1.size();
            System.out.println(ntangcaiming);


            System.out.print("The list after inserting 2 at the first position is ：   ");

            Array MyArray2 = new Array(MyArray1.Array_Insert(0, String.valueOf(file_word_temp[1])));
            System.out.println(MyArray2);
            System.out.print("The number of elements in the array is:  ");
            ntangcaiming = MyArray2.size();
            System.out.println(ntangcaiming);

            System.out.print("The array after deleting the inserted number 1 is ：   ");

            Array MyArray3 = new Array(MyArray2.Array_Delete(5));
            System.out.println(MyArray3);
            System.out.print("The number of elements in the array is:  ");
            ntangcaiming = MyArray3.size();
            System.out.println(ntangcaiming);

• 运行结果截图：

• 线性结构之数组（5）
• 按照要求，我选择的是选择排序法：
• 相关代码如下：

 public String Array_Selection_sort() {
        int[] temp_MyArray = new int[MyArray.length];
        for (int i = 0 ; i < MyArray.length; i ++){
            temp_MyArray[i] = Integer.parseInt(MyArray[i]);
        }

        String result = "";
        for (int i = 0; i < temp_MyArray.length - 1 ; i++){
            for (int j = i + 1;j < temp_MyArray.length; j++ ){
                if (temp_MyArray[i]<temp_MyArray[j]){
                    int temp = temp_MyArray[i];
                    temp_MyArray[i] = temp_MyArray[j];
                    temp_MyArray[j] = temp;
                    String every = "";
                    for (int data : temp_MyArray){
                        every += data + " ";
                    }
                    result += "The list sorted by the SelectSorting is :  " + every + "
" +
                            "The number of elements in the array is:  :" + MyArray.length + "
";
                }
            }
        }
        return result;
    }

• 本次提交点的相关代码(有删减)：

            System.out.println("实验的第三部分：");
            System.out.print(MyArray3.Array_Selection_sort());

• 运行结果截图（仅部分）
  

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测试过程及遇到的问题

• 问题1：Git至码云

• 解决：起初，在网络上找了个教程（张昊然同学也发过，但没注意看......），按着教程走，结果：
  
  
  然后针对他们疯狂地找解决方法例如：git pull origin master --allow-unrelated-histories
  但依旧无效，这鬼东西整了我一个星期，最后，张昊然同学说可能是创建的项目的原因，然后删了项目重建，
  
  语言依旧是Android，其他两个无所谓，但别勾选使用remade初始化项目，最终得到了：
  

• 问题2：删除APP

• 解决：如果我的APP被我整得Android studio都认不出来了（n！的问题，多到无法一一解决），我想删掉怎么办？

• 然而它并不能简单地通过右键删除：
  
  通过了解知道：这是一种对于APP的保护机制，要想删除，只能通过：
  
  
  然而，这仅仅是删除在Android studio上的，要想彻底删除，还需去相应文件存储的硬盘里删掉相应文件。

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分析总结

• 这是一个全新的内容，与我们原来所学的相关，且更深一层并更接近了我们的生活，虽然项目的开发过程的某些代码的含义还不能完全明白，但在以后的过程中会逐一认识、了解并掌握。

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代码托管

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参考资料

Intellj IDEA 简易教程
Android开发简易教程
Android studio项目上传至oschina（码云）教程

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