2017-2018-20172309 《程序设计与数据结构》第五周学习总结

2017-2018-20172309 《程序设计与数据结构》第五周学习总结

一、教材学习内容总结（排序与查找）

查找

• 特点：

1.要么找到它、要么确认他不存在。
2.为使查找算法高效，我们应尽可能使比较次数最少化。

• 线性查找法：一个接下一个找，要么找到，要么确认没有要找的元素。空间复杂度为：O(n)
• 二分查找法：

进行二分查找的数组必须是已经经过排序的。

它会从中间开始找，然后又会从两边的中间找，直至找到，或确认没有该元素。

二分查找每次都会删除一半的可行候选项。空间复杂度为nlog2 n

• 两种查找的比较：

选项	线性查找	二分查找
空间复杂度	O(n)	nlog2 (n)
特点	简单，编程与调试容易，但效率低	效率高，不浪费资源但数组需经过排序

排序

• 排序的方法有：选择排序、插入排序、冒泡排序、快速排序、归并排序和基数排序法。其中前三个已经学过，不在赘述，主要讲解写后面三个：

  • 快速排序法：
  1. 在列表中选择一个元素作为“点”，名为“基准”。
  2. 将小于该基准的元素放到左边，大于的放到右边。
  3. 递归的将基准两边的子列表进行快速排序（重复步骤一。）
  4. 直至每一个子列表都只含有一个元素的时候结束。

  • 举个例子：

  • 归并排序法：

  1. 首先将列表分成两个达到约相等的子列表。
  2. 然后对每一个子列表递归调用本身，至每个子列表只含有一个元素。
  3. 然后将这些子列表归并到一个排序顺序中。、
  • 举个例子：这张图应该能很好说明这个问题！
    
  • 基数排序法：见下面问题。

• 各种排序方法时间复杂度的比较：

  • O(n^2):选择排序、插入排序、冒泡排序。
  • O(nlog2 n):快速排序、归并排序。
  • 基数排序法的时间复杂度为O(d(n+r)),其中，d为位数，r为基数。

• 代码文件地址

二、教材学习中的问题和解决过程

• 问题1：线性查找算法怎么优化？
• 问题1解决方案：
  原代码：

 while (!found && index <= max) //每一次index都得与max进行比较。
        {
            found = data[index].equals(target);
            index++;
        }

上述算法中，每一次循环index都得max进行一次比较，当max趋于无穷大时，就会很拖延时间。因此我们得尽可能的减少比较的次数，但是如何解决他呢？
我们可以让数组的最后一个元素为target（目标），那么这样肯定会找到，只需找到时返回index，如果index=max+1；那么就是咋们添加的元素，即没找到！

• 问题2：什么是基数排序方法，如何理解？
• 问题2解决方法：
  • 直接举个例子吧
  1. 比较个位数字，分别将它们放到对应号码的桶里。然后分别取出来（从桶底取出来）。
     
  2. 比较十位数字，分别将它们放到对应号码的桶里。然后分别取出来（从桶底取出来）。
     
  3. 比较百位数字，分别将它们放到对应号码的桶里。然后分别取出来（从桶底取出来）。
     
  • 一开始的是后还是想不到为什么最后结果为啥就排好了序，仔细一想是这样：
  1. 百分位越大的就大。（第三次排序）
  2. 百分位相同的，十分位大的大。（第二次排序）
  3. 十分位相同的，个位大的大。（第一次排序）
• 问题三：书中基数排序法用到了队列，咋们以前还学过列表，他们有何异同点？
• 问题三解决方法：
  • 队列：队列可以用一个循环的数组表示，大小为MAX；有头和尾两个标记head与rear，rear=（rear+1）%MAX；遵循先进先出FIFO原则；
    
  • 列表：列表是有方向的，由一个个节点组成，每个节点除了包含的元素外，还有只想下一个节点的指针。
    

代码调试中的问题和解决过程

• 问题1：如何调用形参中有泛型的方法？我出现了这么个鬼：

• 问题1解决方案：上面说int[] 不是 T[],这是因为基本数据类型的数组类型不是T[]的子类.
  而应该这样调用：

Integer a[]={5,3,6,8,7,2,1,9,4};
        gapSort(a,1);

• 问题2：在做pp9.2项目的间隔排序法时（gap sort），需选择一个大于1的整数i作为间隔进行冒泡排序。当完成一轮迭代时，让i--。直到i=0；
  但仔细一想：前面的排序都是没有用的，只有最后一次才是真正的有意义的，所以我就怀疑出题者的意图

• 问题3：如何计算程序的运行时间？

• 问题三解决方案：

  • 最初想这个问题是想写一个方法用于计算一个方法的运行时间，传入的参数是一个方法。之后上网查了一下，说是一个方法不能作为形式参数传进另一个方法的。
  • 所以还是要用其他方法，因此我选择让每个方法都返回一个String类型的返回值。例如： return "此方法为insertSort（）! "+"比较次数为："+count+"运行时间为"+(endTime-startTime)+" 纳秒";
  • 其中计算时间的代码是：
    1. long startTime = System.nanoTime();//获取开始的时间；
    2. long endTime = System.nanoTime();//获取结束的时间

课后作业运行截图：

• pp9.2：
  代码链接：https://gitee.com/CS-IMIS-23/20172309_javaProgramming/commit/6fdf09effa93705d7ef2141d3d005269f278168c

• pp9.3：
  代码链接：https://gitee.com/CS-IMIS-23/20172309_javaProgramming/commit/9a51605dbf49a625ec30c91012231b98c11fecb2

代码托管

上周考试错题总结

• 上周无错题。

点评模板：

本周结对学习情况

- [20172310]( http://www.cnblogs.com/Qiuxia2017/)
- 结对学习内容
    - 对链表类的测试
    - 对第九章的查找与排序的学习。

上周博客互评情况

- [20172310](https://www.cnblogs.com/Qiuxia2017/p/9781103.html)
- [20172301](https://www.cnblogs.com/hzy0628/p/9786586.html)

• ...

其他（感悟、思考等，可选）

• 这一章中，主要讲了查找与排序，查找有线性查找与二分查找。其中二分查找是属于新学的方法，但思想以前有了解过。排序前三个排序方法已经学过，后面两个是属于新学的，个人感觉比较难。但最后还是理解了。通过分析这五个排序的时间复杂度，发现好的算法能够大大地提高效率。因此，设计出一个好的算法是非常重要的。

学习进度条（上学期截止7200）

	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	260/0	1/1	05/05
第二周	300/560	1/2	13/18
第三周	212/772	1/4	21/39
第四周	330/1112	2/7	21/60
第五周	1321/2433	1/8	30/90

参考资料

• 1.怎样理解基数排序法
• 2.队列、列表、栈
• 3.如何理解基数排序法
• 4.java各种排序方法的算术实现